CN1909508B

CN1909508B - 端口流控方法

Info

Publication number: CN1909508B
Application number: CN2006100622594A
Authority: CN
Inventors: 孙文华; 付海春; 潘登; 王晓波; 杨昌贡
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2026-08-23
Also published as: CN1909508A

Abstract

本发明公开了一种端口流控方法，其包括以下步骤：A、在发送端，生成带有子帧标识和端口流控信息的流控帧，并发送到接收端，所述子帧标识用于标示子帧号和帧类型；B、所述接收端对所述流控帧进行检测，根据所述流控帧的子帧标识和端口流控信息的指示来实现对所述发送端的各个端口的流控。采用本发明的方法可以支持多种类型的流控，可以扩展多种帧类型传输协议，支持多种协议数据传输。

Description

端口流控方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种端口流控方法。

背景技术

流控是一种拥塞避免的机制。

以太网链路级流控机制是：如果一个以太网口的接收队列发生拥塞(入口缓冲区中的数据超过一定的阈值)，且该网口支持PAUSE流控，则该网口向外发送PAUSE帧，帧中的pause-time域的值为N(0＜N≤65535)；链路对端的以太网口接收到这个PAUSE帧且该接口支持PAUSE流控，将在时间N(单位为512bit数据的发送时间)内停止数据的发送。这样可避免因为接收端口拥塞而导致丢包。如果接收端口的拥塞已经消除(入口缓冲区中的数据低于一定的阈值)而此时pause-time还没有结束，该端口将发送一个pause-time为0的PAUSE帧，通知对端开始发送数据。具体的缓冲区阈值应根据设备的缓冲区容量、接口类型(接口速率、传输距离)设置，原则是保证在对端响应PAUSE前线路上的数据不会使接收端缓冲区溢出造成丢包。另外考虑高速接口长距离传输的情况，如果设备本身的处理能力与线路传输速度差别很大，即使将缓冲区的阈值设为很低，在对端响应PAUSE帧前，因为线路上的数据量很大，也会导致缓冲区溢出造成丢包。对于这种情况可能需要进行特殊的处理，例如定时发送PAUSE帧，具体的时间间隔根据设备的特点和传输距离确定。

以太网队列级流控机制是：通过带外专用通道传送相应的队列流控信息；

上行流控是指数据流方向为下行，即从交换网下来的数据使所有下游设备产生数据拥塞后，下游设备对上游设备发送流控信息，流控分链路级和队列级的。

下行流控是指数据流方向为上行，即上交换网的数据使所有上游设备产生数据拥塞后，上游设备对下游设备发送流控信息，同样流控分链路级和队列级的。

PAUSE帧是一种带内流控方案。请参阅图1，是现有的PAUSE帧的结构示意图。将MAC(Media Access Control，媒体访问控制)帧的帧长度/类型标识位设为0x8808就标识该帧为PAUSE帧。帧长度/类型标识位后面又定义了两个字节的操作码(相当于净荷位置的byte0，byte1)，这两个字节固定为0x0001。在净荷的byte2，byte3位置，定义了两个字节(P1和P2)，用来标识中断时间系数，其中P1是高位。PAUSE就只在净荷位置定义了4个字节，其它位置均填充0x00(由于要达到64byte的最小帧长度要求，所以固定要填充42个字节)。

PAUSE帧的格式在802.3 31B中定义：目的地址为多播地址01-80-C2-00-00-01；源地址为源端口的MAC地址；类型/长度域为88-08，表示MAC控制帧；2字节的MAC操控码为00-01，表示PAUSE帧；2字节的pause时间，指示对端端口暂停发送的时间。

如果接收到的PAUSE帧的值大于0(XOFF条件)，MAC将在当前帧发送完后，停止发送数据。停止时间由PAUSE帧中的中断时间系数决定，一个中断时间系数为传送512bit所需要时间。如果接收到的PAUSE帧的值为0(XON条件)，MAC将立刻恢复传送数据。

SPI4流控帧是一种队列级带外流控帧，使用SPI4 FIFO状态通道来进行流控；

在接收和发送方向上，FIFO状态信息都是周期性的发送。对于发送方向而言，FIFO状态信息是必备的，而对于接收方向而言，FIFO状态信息是可选的。接收和发送方向的FIFO状态信息都是独立运行的。FIFO状态通道的封装形式如图2所示。

在FIFO状态通道中，所有的正常状态信息就是以上述这种封装形式存在着。帧开始由11来标识，帧长度和帧格式由两端接口用户根据下列三个参数进行定义后两bit是DIP-2校验码。

CALENDAR：定义了序列中端口地址

CALENDAR_M：定义了在一帧中CALENDAR序列重复的次数

CALENDAR_LEN：定义了CALENDAR序列的长度

例如：CALENDAR序列为：CALENDAR[0]，CALENDAR[1]，CALENDAR[2]，CALENDAR[3]

CALENDAR_M＝2；

CALENDAR_LEN＝4；

则该帧结构可以表示4个通道的流控信息，SPI帧结构如图3所示。

然而上述现有技术存在以下缺点：

1、带内流控帧PAUSE帧只是链路级的流控帧，不能单独对某一队列进行流控。

2、带外流控帧如：SPI4结构的流控帧是队列级的流控帧，不能进行链路级流控，当需要进行链路级流控时将会产生流控不及时。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以支持多种类型的流控的端口流控方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种端口流控方法，包括以下步骤：

A、在发送端，生成带有子帧标识和端口流控信息的流控帧，并发送到接收端，所述子帧标识用于标示子帧号和帧类型；

B、所述接收端对所述流控帧进行检测，根据所述流控帧的子帧标识和端口流控信息的指示来实现对所述发送端的各个端口的流控；

当进行队列级流控时，所述步骤A进一步包括以下步骤：

A1、提取各个端口的端口流控信息；

A2、若所述端口流控信息的数据长度小于第一预定数据长度，则将所述端口流控信息封装成第一预定数据长度的端口流控信息，然后执行步骤A3，若所述端口流控信息的数据长度等于第一预定数据长度，则直接执行步骤A3；

A3、将预定数量的端口的所述数据长度为第一预定数据长度的端口流控信息作为一组，并在每个端口流控信息组的前面加上第二预定数据长度的子帧标识生成子帧，所述子帧标识用于标示子帧号和帧类型，所述端口流控信息组的数据长度为第三预定数据长度；

A4、在所述子帧的前面加上帧头、帧间或者帧尾信息，生成流控帧；

当进行链路级流控时，所述步骤A进一步包括以下步骤：

A1、设备提示链路故障；

A2、发送端将链路流控定时时间封装成第三预定数据长度的端口流控信息；

A3、在第三预定数据长度的端口流控信息的前面加上第二预定数据长度的子帧标识生成子帧，所述子帧标识用于标示子帧号和帧类型；

A4、在所述子帧的前面加上帧头信息，生成流控帧。

所述步骤B进一步包括以下步骤：

B1、当所述接收端检测到帧头、帧间或者帧尾时，判断出是流控帧的开始、中间或结尾；

B2、检测帧头、帧间或者帧尾后面的第二预定数据长度的数据，判断出子帧标识中的帧类型和子帧号；

B3、检测子帧标识后面的第三预定数据长度的数据，判断出端口流控信息；

B4、根据所述子帧标识和端口流控信息的指示来实现对发送端的各个端口的流控。

当所述帧类型为队列级流控帧时，所述端口流控信息是与所述子帧号对应的端口的端口流控信息。

当所述帧类型为链路级流控帧时，所述端口流控信息为链路流控定时时间。

所述步骤B3之后还包括步骤B31：检测所述端口流控信息后面的第四预定数据长度的数据，判断出所述流控帧的端口流控信息的校验数据。

所述步骤B1之前还包括步骤B0：对所述流控帧进行编码转换。

所述流控帧通过串行器/解串器SERDES或带外专用流控通道传输。

所述步骤A3之后还包括步骤A31：对每个所述子帧的端口流控信息进行校验，得到的第四预定数据长度的校验数据放在所述端口流控信息的后面。

所述步骤A4之前还包括步骤A32：将所述子帧进行编码转换。

本发明的有益效果是：由于本发明的端口流控方法是在发送端生成带有标示子帧号和帧类型的子帧标识和端口流控信息的流控帧，接收端对所述流控帧进行检测，根据所述流控帧的子帧标识和端口流控信息的指示来实现对所述发送端的各个端口的流控，因此采用本发明的方法可以支持多种类型的流控，可以扩展多种帧类型传输协议，支持多种协议数据传输；由于接收端将接收到的流控帧进行10B/8B编码转换，然后通过SERDES传输，因此当所述信息走背板时，也可以保证信息的可靠性；由于本发明的流控帧是通过带外专用流控通道传输，因此不占用业务带宽。

附图说明

图1是现有的PAUSE帧的结构示意图。

图2是现有的FIFO状态通道的封装图。

图3是现有的SPI帧结构图。

图4是本发明端口流控方法的流程图。

图5是本发明具体实施方式的生成队列级端口流控帧的流程图。

图6是本发明子帧标识数据格式示意图。

图7是本发明8个通道封装后的流控帧结构示意图。

图8是本发明16个通道封装后的流控帧结构示意图。

图9是本发明链路级端口流控帧的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图4，本发明端口流控方法包括以下步骤：

B、所述接收端对所述流控帧进行检测，根据所述流控帧的子帧标识和端口流控信息的指示来实现对所述发送端的各个端口的流控。

当进行队列级流控时，所述步骤A进一步包括以下步骤：

A1、提取各个端口的端口流控信息；

A4、对每个所述子帧的端口流控信息进行校验，得到的第四预定数据长度的校验数据放在所述端口流控信息的后面；

A5、将所述子帧进行8B/10B编码转换；

A6、在所述子帧的前面加上帧头、帧间或者帧尾信息，生成流控帧。

当进行链路级流控时，所述步骤A进一步包括以下步骤：

A1、设备提示链路故障；

A5、将所述子帧进行8B/10B编码转换；

A6、在所述子帧的前面加上帧头信息，生成流控帧。

所述步骤B进一步包括以下步骤：

B0：对所述流控帧进行10B/8B编码转换；

B4：检测所述端口流控信息后面的第四预定数据长度的数据，判断出所述流控帧的端口流控信息的校验数据；

B5、根据所述子帧标识和端口流控信息的指示来实现对发送端的各个端口的流控。

下面以进行队列级流控时，发送端生成带有子帧标识和端口流控信息的流控帧的过程为例，并以各个端口的端口流控信息为2bit，第一预定数据长度为16bit为例来说明本发明队列级流控帧的生成过程，请参阅图5，队列级端口流控帧的生成过程如下：

第一步：提取各个端口的2bit流控信息；

每个端口有2bit的流控信息进行传递，其中2bit流控信息定义如表1所示。

表12bit流控信息描述

Bit1	Bit0	状态说明
Bit1	Bit0	状态说明	1	1	保留
1	0	对应端口状态是几乎满状态；在下一个状态更新前，只能发送未完成的传送数据，此外的其它数据均不能向此端口发送。	1	1	保留
1	0	对应端口状态是几乎满状态；在下一个状态更新前，只能发送未完成的传送数据，此外的其它数据均不能向此端口发送。	0	1	对应端口状态是正常状态；可以正常进行数据

[0088]

		传输。
		传输。	0	0	对应端口状态是几乎空状态；可以正常进行数据传输。

第二步：把得到的2bits端口流控信息封装成8bits的端口流控信息，每个8bits数据表示一个端口的流控信息；每个8bits的低6个bits是空闲备用，高2个bits是端口流控信息。用户可以根据需要，确定每一个队列级流控帧封装端口的个数，每8个端口为一组，不足8的整数倍时用空闲数据补齐。每个队列级流控帧传送8xn个端口的流控信息，最多可传送256个端口的流控信息；(若N大于或等于8，则此步骤省略)

第三步：把8bits的端口流控信息封装成16bits的端口流控信息，低14个bits为空闲备用，高2个bits是端口流控信息，这样每个端口的流控信息封装成了16bits的流控信息。(若N等于16，则此步骤省略)

然后每8个端口流控信息的前面加上16bits的子帧标识。子帧标识的低8bits空闲备用，高8bits用于标示子帧号和帧类型。(当端口数大于256时，子帧标识的16bits都可用作子帧号和帧类型。)

子帧标识数据格式如图6所示。

帧类型000——表示队列级流控帧，此时子帧号00000表示0～7端口的子帧号，00001表示8～15端口的子帧号，......11111表示248～256端口的子帧号。

帧类型001——表示队列级流控帧时，后面的流控信息只有0～7端口的流控信息，子帧号是00000。

帧类型010——表示链路级流控帧，子帧号是00000。链路流控时间用2byte来定义，单位是512bits，链路流控定时时间封装成后8个字的高2bits。低14bits空闲备用。

帧类型011～111作为保留备用；用户自己可以定义成别的帧类型。

最后对每个子帧的端口流控信息进行DIP-2校验(子帧标识不参加校验)，得到的2bits校验封装成16bits的数据放在端口流控信息的后面，校验数据的低14bits是空闲备用数据位，高2bits是DIP-2校验结果。这样每8个端口就封装成了16×10bits的数据包，其中子帧标识16×1bits，端口流控信息16×8bits，校验信息16×1bits；

第四步：把第三步得到的数据经过8B/10B转换后得到20bits位宽的端口流控信息，每个子帧加上帧头，帧间或者帧尾信息后有20×11bits的数据量，然后通过SERDES(SERializer/DESerializer，串行器/解串器)传输；其中20×1bits是帧标识，20×1bits是子帧标识，20×8bits是端口流控信息，20×1bits是校验信息。其中用8B/10B码组中的K28.7、K28.6和K28.5来分别标识帧头、帧间和帧尾。

下面描述封装成16bits后的几种数据格式。

请参阅图7，是8个通道封装后的流控帧结构示意图。在8B/10B编码后在子帧标识前面加上帧头K28.7标识，如图5的第四步，封装在帧头的高位D10～19。子帧标识固定为：D8～15＝＝00000100。端口0～7用对应字的D14～15封装。校验位封装在校验字的D14～15。当端口数小于8个时，比如只有5个；则端口5～端口7对应的流控信息位空闲。

请参阅图8，是16个通道封装后的流控帧结构示意图。数据格式和图7一样；8B/10B编码后在子帧标识0前插入K28.7；在子帧标识1前插入K28.5。

16＜端口数＜＝256个的帧结构的数据格式和图7一样；8B/10B编码后在子帧标识0前插入K28.7；在最后一个子帧标识前插入K28.5；中间的子帧标识前插入K28.6。

请参阅图9，是本发明链路级端口流控帧的结构示意图。子帧标识0是固定格式：D8～15＝＝00000010，8B/10B编码后在子帧标识的前面插入K28.7。流控定时时间封装在随后8个字的高2bits位。定时时间的低位L0～7，高位H0～7。定时时间最小单位是512bit。

下面描述本发明具体实施方式的接收端对流控帧的检测及对发送端的各个端口的流控过程。

在接收端对数据流进行10B/8B编码，然后对数据流进行实时检测。

1·队列级流控帧的处理过程

当检测到数据流中有K28.7时，表明是流控帧的开始，检测后一个字(子帧号)的高位，当[15:13]＝＝000时，表明该流控帧流控的端口超过8个，随后8个字的高位[15:14]是0～7端口对应的流控信息；第1个字对应端口0，第8个字对应端口7。

当第1个字的[15:14]＝＝00或者01时，表示端口0正常，端口0不需要流控；第1个字的[15:14]＝＝10时，表示端口0拥塞，不能再对端口0下发业务；第1个字的[15:14]＝＝11时，表明此时端口0的流控信息错误，不能作为端口0的流控信息。其他流控字的处理方法和第一个字一样。

第9个字的[15:14]是前8个流控字的DIP2校验位，第10个字是K28.6时，表明后面还有超过8个端口的流控信息。第11个字是子帧号，检测到子帧号后流控信息的处理过程和检测到第1个子帧号的处理一样。

如果第10个字是K28.5时，表明后面只有8个端口的流控信息了。流控信息的处理同上。

2·只有8个端口的流控帧处理过程

当检测到数据流中有K28.7时，表明是流控帧的开始，检测后一个字(子帧号)的高位，当[15:13]＝＝001时，表明该流控帧流控的端口只有8个，随后8个字的高位[15:14]是0～7端口对应的流控信息；第1个字对应端口0，第8个字对应端口7。

当第1个字的[15:14]＝＝00或者01时，表示端口0正常，端口0不需要流控；第1个字的[15:14]＝＝10时，表示端口0拥塞，不能再对端口0下发业务；第1个字的[15:14]＝＝11时，表明此时端口0的流控信息错误，不能作为端口0的流控信息。

3·链路级流控帧的处理过程

当检测到数据流中有K28.7时，表明是流控帧的开始，检测后一个字(子帧号)的高位，当[15:13]＝＝010时，表明此时收到的是链路级流控帧，所有端口都不能再下发业务。流控时间是子帧号后8个字的高位[15:14]表示，单位是512bits。

例如：1～8个字的[14]位分别是00011100---0x1C时间的低字节

1～8个字的[15]位分别是01110011---0x73时间的高字节

则流控时间：0111001100011100x512bits＝15087616bits，即是过15087616bits的时间后才能向各个端口发送业务。

另外，本发明的2bits流控信息也可以封装在8位的端口流控信息的任意两位；当走背板时，本发明流控帧传输采用8B/10B编码后通过SERDES传输，当不走背板时可以不对流控信息进行8B/10B编码，即直接封装成16bit位宽的数据进行传输；本发明支持了多种帧类型协议，每种协议的帧头，帧间，帧尾标识可以任意定义；本发明的校验机制也可以为DIP-4，DIP-6，DIP-8；所述流控帧是通过带外专用流控通道传输，因此不占业务带宽开销。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种端口流控方法，其特征在于，包括以下步骤：

当进行队列级流控时，所述步骤A进一步包括以下步骤：

A1、提取各个端口的端口流控信息；

当进行链路级流控时，所述步骤A进一步包括以下步骤：

A1、设备提示链路故障；

A4、在所述子帧的前面加上帧头信息，生成流控帧。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤B进一步包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤B3之后还包括步骤B31：检测所述端口流控信息后面的第四预定数据长度的数据，判断出所述流控帧的端口流控信息的校验数据。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤B1之前还包括步骤B0：对所述流控帧进行编码转换。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述流控帧通过串行器/解串器SERDES或带外专用流控通道传输。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A4之前还包括步骤A32：将所述子帧进行编码转换。