CN1870566A - 一种交换系统中实现镜像的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交换系统中实现镜像的方法，其核心为：在镜像目的端口设置镜像数据包专用的镜像输出队列，将镜像数据包顺序存储在所述镜像输出队列中，将所述镜像输出队列中存储的镜像数据包从所述镜像目的端口顺序输出。本发明能够灵活控制正常数据包与镜像数据包的输出优先级、输出占用带宽等，避免了镜像数据包对正常数据包输出性能的影响，而且本发明还能够保证出镜像过程中被镜像数据包的输出顺序和出镜像数据包的输出顺序的严格一致性；从而实现了提高数据包传输性能、提高镜像可靠性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种交换系统中实现镜像的方法。
背景技术
基于输出排队的交换系统的基本工作原理如附图1所示。在图1中，InP_0至InP_n是交换系统的输入源端口，OutP_0至OutP_n是交换系统的输出目的端口，通常每个输出目的端口都设置有一个或多个输出队列。
一个输出目的端口具有多个输出队列的示意图如附图2所示。
下面结合附图1、附图2对基于输出排队的交换系统对数据包的处理过程进行描述。
在图1、图2中，交换系统从多个输入源端口接收数据包，并从接收的数据包中提取关键信息，如源MAC、源IP地址等，将关键信息作为数据交换的依据，确定数据包的输出目的端口和输出队列号，将数据包排入到相应输出目的端口的相应输出队列中，输出目的端口采用一定的调度算法对其输出目的端口内的多个输出队列进行调度，将多个输出队列中的数据包输出。
在交换系统中，实现镜像的目的是为了观察被镜像数据的流量、内容、顺序等。镜像包括入镜像和出镜像。
入镜像是指将某个或某些输入源端口，即入镜像源端口输入的被镜像数据包全部原样复制一份输出到某个特定的输出目的端口，即入镜像目的端口。出镜像是指将某个或某些输出目的端口，即出镜像源端口输出的被镜像数据包全部原样复制一份输出到某个特定输出目的端口，即出镜像目的端口。
下面结合附图对目前的入镜像实现方法和出镜像实现方法分别进行说明。
入镜像的实现方法如附图3所示。
在图3中，InP_0至InP_5是交换系统的6个输入源端口，OutP_0至OutP_5是交换系统的6个输出目的端口。其中，OutP_3设置有4个输出队列，输出队列0设置为入镜像输出队列。
入镜像源端口输入的数据包经过入镜像分析，被原样复制一份，排入入镜像目的端口中的入镜像输出队列，入镜像目的端口的输出队列调度器将入镜像数据包调度输出。如InP_2为入镜像源端口，OutP_3为入镜像目的端口，OutP_3的输出队列0为入镜像输出队列，白色数据包是被镜像数据包，灰色数据包是入镜像数据包，细黑线为正常数据包的流向，粗黑线为入镜像数据包的流向。
从入镜像源端口输入的数据包0、1、2等被依次复制，并依次排入入镜像输出队列0，入镜像数据包以同样的顺序从入镜像目的端口输出。
在上述入镜像过程中，如果有正常数据包即非镜像数据包排入入镜像目的端口的输出队列0时，从入镜像目的端口输出数据包则包含有正常数据包和入镜像数据包。
出镜像的实现方法如附图4所示。
在图4中，InP_0至InP_5是交换系统的6个输入源端口，OutP_0至OutP_5是交换系统的6个输出目的端口。其中，OutP_3设置有4个输出队列，输出队列0设置为出镜像输出队列。
各输入源端口输入的数据包经出镜像分析，确定需要排入出镜像源端口输出队列的数据包，这些数据包在被原样复制一份，排入出镜像目的端口中的出镜像输出队列，出镜像目的端口的队列调度器将出镜像数据包调度输出。如OutP_2为出镜像源端口，OutP_3为出镜像目的端口，OutP_3中的输出队列0为出镜像输出队列，白色数据包是被镜像数据包，灰色数据包是出镜像数据包，细黑线是正常数据包的流向，粗黑线是入镜像数据包的流向。
交换系统在被镜像数据包0、1、2等排入出镜像源端口的输出队列前，复制被镜像数据包，并将复制的出镜像数据包依次排入出镜像输出队列，出镜像数据包以同样的顺序从出镜像目的端口输出。
在上述出镜像过程中，如果有正常数据包即非镜像数据包排入出镜像目的端口的输出队列0时，从出镜像目的端口输出数据包则包含有正常数据包和出镜像数据包。
从上面对入镜像、出镜像实现过程的描述中可知，由于入镜像目的端口/出镜像目的端口的输出队列中有正常数据包和镜像数据包混杂的现象，输出队列调度器无法控制队列中正常数据包和入镜像数据包/出镜像数据包的输出优先级、输出占用带宽等，使正常数据包的输出性能受到镜像数据包的影响。同时，在出镜像过程中，由于被镜像数据包在排入出镜像源端口的输出队列前被复制，而被镜像数据包会被排入到出镜像源端口的多个输出队列中，所以，在出镜像源端口输出调度后，被镜像数据包的输出顺序会发生改变，从而导致出镜像源端口输出的被镜像数据包与出镜像目的端口输出的出镜像数据包的顺序不一致，没有真正实现镜像的目的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种交换系统中实现镜像的方法，通过设置镜像数据包专用的镜像输出队列，实现了提高正常数据包输出性能的目的。
为达到上述目的，本发明提供的一种交换系统中实现镜像的方法，包括：
a、在镜像目的端口设置镜像数据包专用的镜像输出队列；
b、将镜像数据包顺序存储在所述镜像输出队列中；
c、将所述镜像输出队列中存储的镜像数据包从所述镜像目的端口顺序输出。
所述镜像输出队列为：入镜像输出队列或出镜像输出队列；
且所述镜像数据包为：入镜像数据包或出镜像数据包。
所述步骤a包括：
确定至少对应一个入镜像源端口的入镜像目的端口；
在所述入镜像目的端口中设置入镜像输出队列。
所述步骤a还包括：
在所述入镜像目的端口中设置镜像输出队列调度器；
且所述步骤c包括：
所述镜像输出队列调度器根据预定调度规则将所述入镜像输出队列中存储的入镜像数据包和入镜像目的端口的输出队列调度器调度输出的数据包调度输出。
所述步骤a包括：
确定至少对应一个出镜像源端口的出镜像目的端口；
在所述出镜像目的端口设置出镜像输出队列。
所述步骤b包括：
在被镜像数据包从出镜像源端口的输出队列中调度出后，复制被镜像数据包为出镜像数据包，并将所述出镜像数据包顺序存储在所述出镜像输出队列中。
所述步骤a还包括：
在所述出镜像目的端口设置镜像输出队列调度器；
且所述步骤c包括：
所述镜像输出队列调度器根据预定调度规则将所述出镜像输出队列中存储的出镜像数据包和出镜像目的端口的输出队列调度器调度输出的数据包调度输出。
所述镜像输出队列包括：入镜像输出队列和出镜像输出队列；
且所述步骤a包括：
在同一输出端口中设置入镜像输出队列和出镜像输出队列。
所述步骤b包括：
将入镜像数据包顺序存储在所述入镜像输出队列中；
在出镜像的被镜像数据包从出镜像源端口的输出队列中调度出后，复制所述被镜像数据包为出镜像数据包，并将所述出镜像数据包顺序存储在所述出镜像输出队列中。
所述步骤a还包括：
在所述输出端口中设置镜像输出队列调度器；
且所述步骤c包括：
所述镜像输出队列调度器根据预定调度规则将所述出镜像输出队列中存储的出镜像数据包、所述入镜像输出队列中存储的入镜像数据包和所述输出端口的输出队列调度器调度输出的数据包调度输出。
通过上述技术方案的描述可知，本发明通过设置镜像数据包专用的镜像输出队列，如入镜像输出队列、出镜像输出队列，使入/出镜像目的端口的调度器如镜像输出队列调度器等，能够根据预定的调度算法灵活控制正常数据包与镜像数据包的输出优先级、输出占用带宽等，避免了入/出镜像数据包对正常数据包输出性能的影响；在出镜像过程中，通过在被镜像数据包排入出镜像源端口的输出队列后复制，使本发明能够严格保证被镜像数据包输出顺序与出镜像数据包输出顺序的一致性，真正实现了镜像的目的；从而实现了提高数据包传输性能、提高镜像可靠性的目的。
附图说明
图1是基于输出排队的交换系统的基本工作原理图；
图2是基于输出排队的交换系统对数据包的处理过程示意图；
图3是现有技术的入镜像实现方法示意图；
图4是现有技术的出镜像实现方法示意图；
图5是本发明的入镜像实现方法示意图；
图6是本发明的出镜像实现方法示意图。
具体实施方式
本发明的核心是：设置镜像数据包专用的镜像输出队列，将镜像数据包存储在所述镜像输出队列，将所述镜像输出队列中存储的镜像数据包从镜像目的端口顺序输出。
下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
本发明首先需要在交换系统内增加一个镜像数据包专用的镜像输出队列，这个镜像输出队列是一个单独的队列，在结构上与镜像目的端口中原有的其他输出队列是分开的。
由于镜像实现方法可以分为入镜像实现方法和出镜像实现方法，所以，下面对本发明的入镜像实现方法和出镜像实现方法分别进行说明。
在入镜像过程中，本发明增加的镜像数据包专用的镜像输出队列可以称为入镜像输出队列。入镜像输出队列可以配置在交换系统中的任何一个输出端口，配置有入镜像输出队列的输出端口就是入镜像目的端口。
入镜像目的端口可以对应配置一个或多个输入端口为入镜像源端口。
从入镜像源端口输入的数据包经过入镜像分析处理，将被镜像数据包原样复制为入镜像数据包，排入到入镜像输出队列中。
本发明还在入镜像目的端口设置镜像输出队列调度器，该镜像输出队列调度器独立于入镜像目的端口原有的输出队列调度器，即在入镜像目的端口增加一级数据包输出的调度管理。
入镜像目的端口原有的输出队列调度器调度输出的数据包和入镜像输出队列中存储的入镜像数据包需要经过镜像输出队列调度器的调度后再从入镜像目的端口输出。
下面结合附图5对本发明的入镜像实现方法进行说明。
在图5中，InP_0至InP_5是交换系统的6个输入源端口，OutP_0至OutP_5是交换系统的6个输出目的端口。其中，由于本发明的入镜像输出队列设置在OutP_3中，所以，OutP_3为入镜像目的端口。
OutP_3设置有5个输出队列，包括：输出队列0至输出队列3和入镜像输出队列。输出队列0至输出队列3为入镜像目的端口原有的输出队列，用于存储正常数据包，入镜像输出队列专用用于存储入镜像数据包。从图5中可明显看出，入镜像输出队列独立于输出队列0至输出队列3，与输出队列0至输出3从结构上是分开的。
本发明在入镜像目的端口OutP_3中设置了镜像输出队列调度器。从图5中可明显看出，镜像输出队列调度器独立于入镜像目的端口OutP_3中的输出队列调度器，与原有的输出队列调度器从结构上是分开的。
设定输入源端口InP_2为入镜像源端口。从入镜像源端口InP_2输入的白色数据包是正常数据包，即被镜像数据包，灰色数据包是入镜像数据包。细黑线为正常数据包的流向，镜像输出队列调度器左边的粗黑线为入镜像数据包的流向，镜像输出队列调度器右边的粗黑线为经过镜像输出队列调度器调度后的入镜像数据包和正常数据包的共同流向。
从入镜像源端口InP_2输入的数据包0、1、2等经过入镜像分析后，被依次复制为入镜像数据包0、1、2等，并依次排入入镜像数据包专用的入镜像输出队列。
镜像输出队列调度器在入镜像目的端口的输出队列调度器调度之后再进行一级调度，即对输出队列调度器输出的正常数据包和入镜像输出队列中存储的入镜像数据包进行调度，经镜像输出队列调度器调度后的正常数据包和入镜像数据包从入镜像目的端口OutP_3中输出。
镜像输出队列调度器根据预定的调度算法能够有效控制入镜像数据包和正常数据包的输出优先级、输出占用带宽等，从而避免了正常数据包的传输性能受入镜像数据包影响的问题，且保证入镜像数据包输出的顺序和被镜像数据包的输入顺序严格一致。
在出镜像过程中，本发明增加的镜像数据包专用的镜像输出队列可以称为出镜像输出队列。出镜像输出队列可以配置在交换系统中的任何一个输出端口，配置有出镜像输出队列的输出端口就是出镜像目的端口。
出镜像目的端口可以对应配置一个或多个输出端口为出镜像源端口。
经出镜像源端口的输出队列调度器调度输出后的数据包经过出镜像分析处理，将被镜像数据包原样复制为出镜像数据包，排入到出镜像输出队列中，即输入出镜像源端口的数据包不是在排入出镜像源端口的输出队列前被复制的，而是在从出镜像源端口的输出队列中输出后被复制的。
本发明还在出镜像目的端口设置镜像输出队列调度器，该镜像输出队列调度器独立于出镜像目的端口原有的输出队列调度器，即在出镜像目的端口增加一级数据包输出的调度管理。
出镜像目的端口原有的输出队列调度器调度输出的数据包和出镜像输出队列中存储的出镜像数据包需要经过镜像输出队列调度器的调度后再从出镜像目的端口输出。
下面结合附图6对本发明的出镜像实现方法进行说明。
在图6中，InP_0至InP_5是交换系统的6个输入源端口，OutP_0至OutP_5是交换系统的6个输出目的端口。其中，由于本发明的出镜像输出队列设置在输出目的端口OutP_3中，所以，OutP_3为出镜像目的端口。
出镜像目的端口OutP_3设置有5个输出队列，包括：输出队列0至输出队列3和出镜像输出队列。输出队列0至输出队列3为出镜像目的端口原有的输出队列，用于存储正常数据包，出镜像输出队列专用用于存储出镜像数据包。从图6中可明显看出，出镜像输出队列独立于输出队列0至输出队列3，与输出队列0至输出3从结构上是分开的。
本发明在出镜像目的端口OutP_3中设置了镜像输出队列调度器。从图6中可明显看出，镜像输出队列调度器独立于出镜像目的端口OutP_3中的输出队列调度器，与出镜像目的端口OutP_3原有的输出队列调度器从结构上是分开的。
设定输出目的端口OutP_2为出镜像源端口。从出镜像源端口OutP_2输出的白色数据包是正常数据包，即被镜像数据包，灰色数据包是出镜像数据包。细黑线为正常数据包的流向，镜像输出队列调度器左边的粗黑线为出镜像数据包的流向，镜像输出队列调度器右边的粗黑线为经过镜像输出队列调度器调度后的入镜像数据包和正常数据包的共同流向。
从出镜像源端口OutP_2输出的数据包0、1、2等经过出镜像分析后，被依次复制为出镜像数据包0、1、2等，并依次排入出镜像数据包专用的出镜像输出队列。
比较图4和图6可知，在现有技术中，在经过出镜像分析后，被镜像数据包在排入出镜像源端口的输出队列前被复制，由于被镜像数据包可能会被排入出镜像源端口的不同输出队列中，所以，出镜像源端口输出的被镜像数据包的顺序和出镜像目的端口输出的出镜像数据包的顺序不同。而在本发明中，出镜像源端口输出的被镜像数据包在经过出镜像分析后，才被复制，而且，复制出来的出镜像数据包被排入出镜像数据包专用的出镜像输出队列中，这样，就能够严格保证出镜像目的端口输出的出镜像数据包与出镜像源端口输出的被镜像数据包的顺序完全一致。
镜像输出队列调度器在出镜像目的端口的输出队列调度器调度之后再进行一级调度，即对输出队列调度器输出的正常数据包和出镜像输出队列中存储的出镜像数据包进行调度，经镜像输出队列调度器调度后的正常数据包和出镜像数据包从出镜像目的端口OutP_3中输出。
镜像输出队列调度器根据预定的调度算法能够有效控制出镜像数据包和正常数据包的输出优先级、输出占用带宽等，从而避免了正常数据包的传输性能受出镜像数据包影响的问题，且保证出镜像数据包输出的顺序和被镜像数据包的输入顺序严格一致。
如果在交换系统中需要同时使用入镜像技术和出镜像技术，则入镜像输出队列和出镜像输出队列可同时配置在同一个输出端口中。
当入镜像输出队列和出镜像输出队列配置在同一输出端口时，该输出端口既是入镜像目的端口，又是出镜像目的端口。该输出端口可同时对应多个入镜像源端口和出镜像源端口。
从入镜像源端口输入的数据包经过入镜像分析处理，被镜像数据包会被原样复制为入镜像数据包，排入到该输出端口的入镜像输出队列中。
经出镜像源端口的输出队列调度器调度输出后的数据包经过出镜像分析处理，被镜像数据包会被原样复制为出镜像数据包，排入到该输出端口的出镜像输出队列中，输入出镜像源端口的被镜像数据包不是在排入出镜像源端口的输出队列前被复制的，而是在从出镜像源端口的输出队列中输出后被复制的。从而严格保证了出镜像目的端口输出的出镜像数据包与出镜像源端口输出的被镜像数据包的顺序完全一致。
该输出端口还可以设置一个镜像输出队列调度器，该镜像输出队列调度器独立于该输出端口原有的输出队列调度器，即在该输出端口增加一级数据包输出的调度管理。
该输出端口中原有的输出队列调度器调度输出的数据包和入镜像输出队列中存储的入镜像数据包、出镜像输出队列中存储的出镜像数据包需要经过镜像输出队列调度器的调度后再从该输出端口中输出，从而能够方便的从同一输出端口获得入镜像数据包和出镜像数据包。
该输出端口的镜像输出队列调度器根据预定的调度算法能够有效控制出镜像数据包、入镜像数据包和正常数据包的输出优先级、输出占用带宽等，从而避免了正常数据包的传输性能受入镜像数据包、出镜像数据包影响的问题。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。
Claims (10)
1、一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，包括：
a、在镜像目的端口设置镜像数据包专用的镜像输出队列；
b、将镜像数据包顺序存储在所述镜像输出队列中；
c、将所述镜像输出队列中存储的镜像数据包从所述镜像目的端口顺序输出。
2、如权利要求1所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述镜像输出队列为：入镜像输出队列或出镜像输出队列；
且所述镜像数据包为：入镜像数据包或出镜像数据包。
3、如权利要求1所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述步骤a包括：
确定至少对应一个入镜像源端口的入镜像目的端口；
在所述入镜像目的端口中设置入镜像输出队列。
4、如权利要求3所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述步骤a还包括：
在所述入镜像目的端口中设置镜像输出队列调度器；
且所述步骤c包括：
所述镜像输出队列调度器根据预定调度规则将所述入镜像输出队列中存储的入镜像数据包和入镜像目的端口的输出队列调度器调度输出的数据包调度输出。
5、如权利要求1至4中任一权利要求所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述步骤a包括：
确定至少对应一个出镜像源端口的出镜像目的端口；
在所述出镜像目的端口设置出镜像输出队列。
6、如权利要求5所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述步骤b包括：
在被镜像数据包从出镜像源端口的输出队列中调度出后，复制被镜像数据包为出镜像数据包，并将所述出镜像数据包顺序存储在所述出镜像输出队列中。
7、如权利要求6所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述步骤a还包括：
在所述出镜像目的端口设置镜像输出队列调度器；
且所述步骤c包括：
所述镜像输出队列调度器根据预定调度规则将所述出镜像输出队列中存储的出镜像数据包和出镜像目的端口的输出队列调度器调度输出的数据包调度输出。
8、如权利要求1至4中任一权利要求所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述镜像输出队列包括：入镜像输出队列和出镜像输出队列；
且所述步骤a包括：
在同一输出端口中设置入镜像输出队列和出镜像输出队列。
9、如权利要求8所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述步骤b包括：
将入镜像数据包顺序存储在所述入镜像输出队列中；
在出镜像的被镜像数据包从出镜像源端口的输出队列中调度出后，复制所述被镜像数据包为出镜像数据包，并将所述出镜像数据包顺序存储在所述出镜像输出队列中。
10、如权利要求9所述的一种交换系统中实现镜像的方法，其特征在于，所述步骤a还包括：
在所述输出端口中设置镜像输出队列调度器；
且所述步骤c包括：
所述镜像输出队列调度器根据预定调度规则将所述出镜像输出队列中存储的出镜像数据包、所述入镜像输出队列中存储的入镜像数据包和所述输出端口的输出队列调度器调度输出的数据包调度输出。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |