WO2013016971A1 - 一种分组交换网中数据包发送和接收的方法及装置 - Google Patents

一种分组交换网中数据包发送和接收的方法及装置 Download PDF

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WO2013016971A1
WO2013016971A1 PCT/CN2012/075730 CN2012075730W WO2013016971A1 WO 2013016971 A1 WO2013016971 A1 WO 2013016971A1 CN 2012075730 W CN2012075730 W CN 2012075730W WO 2013016971 A1 WO2013016971 A1 WO 2013016971A1
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packet
data
slice
data packet
short
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PCT/CN2012/075730
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Inventor
魏幸子
谢洪波
徐健
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4633—Interconnection of networks using encapsulation techniques, e.g. tunneling

Definitions

  • the present invention relates to the field of packet switching network technologies, and in particular to a method and apparatus for transmitting and receiving data packets in a packet switched network. Background technique
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a basic structure of a packet switching network in the prior art.
  • the handshake mechanism allowed in packet-switched networks based on packet requests is one of the existing technical directions for implementing packet switching. As the capacity of the switching network continues to increase, the degree of congestion of data in the network is also intensifying.
  • the packet-based handshake mechanism is used to implement the exchange method. Before sending the data packet, the path is established first, and the data packet can be avoided. Congestion occurs in the switching network, thereby reducing the consumption of cache resources.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the bandwidth occupancy of the input and output in the switching network when the packet length is long. It can be seen that the impact of switching efficiency of the switching network can be neglected. Therefore, based on the long packet length, the packet handshake mechanism can greatly reduce the consumption of cache resources in the switching network without increasing the system resource overhead.
  • FIG. 3 shows the bandwidth occupancy of the input and output in the switching network with a short packet length. It can be seen that the proportion of bandwidth consumed by establishing the path is large, which occupies more bandwidth resources of the switching network and reduces the switching efficiency of the switching network.
  • the system performance of the packet-based handshake mechanism shows sufficient advantages under the packet with a long packet length, but the performance is severely affected in the case of a packet with a short packet length.
  • the current solution is to improve the overall performance of the system by increasing the frequency of the chip and increasing the switching capacity of the switching network. When there is a packet burst with a short packet length, the switching performance of the switching network can still be satisfied. However, this method is actually a waste of the system hardware resources. In most cases, the bandwidth of the switching network is idle, and does not really solve the efficiency problem of the switching network for transmitting packets with short packet length. . Summary of the invention
  • the main objective of the embodiments of the present invention is to provide a method and an apparatus for transmitting and receiving data packets in a packet switched network, which can solve the problem that the switching network has low efficiency in transmitting packets with a short packet length.
  • the embodiment of the present invention provides a method for sending a data packet in a packet-switched network, including: classifying a data packet to be sent according to a destination address; After integrating multiple short packets of the same type, they are sliced and sent.
  • the method further includes: determining whether the classified data packet length is a short data packet, if not, sending to the output queue for sending, and if yes, determining whether the output queue is idle. If it is idle, the packet is sent to the output queue for transmission. Otherwise, the short packet is buffered, and after waiting for other new short packet buffers of the same type, multiple short packets of the same type are integrated.
  • the preset packet length threshold is used for judging, if the packet length is less than the packet length threshold, it is a short data packet, otherwise it is a long data packet;
  • the combining the multiple short data packets of the same type is specifically: when the total packet length of the buffered multiple data packets exceeds the packet length threshold, the integration is performed.
  • the method includes: combining a plurality of short data packets of the same type by using a packet length adjustment technology, and performing slice encapsulation and sending to the output queue for sending.
  • the information about adding the encapsulation in the process of the slice encapsulation includes: a destination address of the data slice, a new packet number after encapsulation, a total number of slices of the encapsulation packet to which the data slice belongs, a slice number of the data slice belonging to the encapsulation packet, and an original data packet to which the data slice belongs The packet number, the total number of slices of the original packet to which the data slice belongs, and the slice number of the data packet belonging to the original packet.
  • the embodiment of the invention further provides a method for receiving a data packet in a packet switched network, comprising: reassembling the received data packet after being transmitted by the packet switched network; parsing the integrated data packet obtained by the reorganization, and obtaining the solution Each short packet of the same type.
  • the reassembling the received data packet is specifically: according to the encapsulated new data packet number in the encapsulation information, the total number of slices of the encapsulated packet to which the data slice belongs, and the slice number of the data packet belonging to the encapsulated packet, which will belong to the same
  • the plurality of slices of the encapsulated packet are reorganized into the integrated data packet; and the integrated data packet obtained by the reassembly is parsed, specifically: according to the data packet of the original data packet belonging to the data slice in the package information, the data slice belongs to the original The total number of slices of the packet, and the slice of the data belong to the slice number of the original packet, and the integrated packet is parsed into the original short packet.
  • the embodiment of the present invention further provides a device for transmitting a data packet in a packet-switched network, where the device is specifically: a data adjustment sending module, configured to classify data packets to be sent according to a destination address, and short the same type. After the packet is integrated, it is sliced and sent.
  • a data adjustment sending module configured to classify data packets to be sent according to a destination address, and short the same type. After the packet is integrated, it is sliced and sent.
  • the data adjustment sending module specifically includes: a data packet classification submodule, an adjustment queue, a slice encapsulation submodule, an output queue, and an adjustment judging submodule, where The data packet classification sub-module is configured to classify the data packets to be sent according to the destination address, and respectively send the data packets to the corresponding adjustment queues;
  • the adjustment judging module is configured to determine whether the length of the data packet in the adjustment queue is a short data packet, and if not, instruct the adjustment queue to send the data packet to the output queue through the slice encapsulation of the slice encapsulation submodule, if Then, it is judged whether the output queue is idle. If it is idle, it indicates that the adjustment queue sends the data packet through the slice encapsulation of the slice encapsulation sub-module to the output queue for transmission, otherwise, the adjustment queue buffers the short data packet, and waits for other new similar short packet to be buffered.
  • the plurality of short data packets of the same type are integrated, and are sent to the output queue for transmission by the slice encapsulation of the slice encapsulation submodule.
  • the adjustment determining sub-module determines whether the length of the data packet in the adjustment queue is a short data packet, specifically: determining according to a preset packet length threshold, if the data packet length is less than the packet length threshold, that is, a short data packet, otherwise, For long data packets;
  • the adjustment judging sub-module integrates multiple short data packets of the same type, specifically: when the total packet length of the buffered multiple data packets exceeds the packet length threshold, the integration is performed.
  • the data adjustment and transmission module integrates a plurality of short data packets of the same type, and performs slice encapsulation and transmission, and the method includes: the data adjustment and transmission module integrates a plurality of short data packets of the same type by using a packet length adjustment technology.
  • the slice encapsulation is sent to the output queue for transmission, where the encapsulation information is added during the slice encapsulation process, including: a destination address of the data slice, a new packet number after encapsulation, a total number of slices of the encapsulation packet to which the data slice belongs, and a data slice belonging to the encapsulation package
  • the embodiment of the present invention further provides a device for receiving a data packet in a packet switching network, where the device is specifically: a data receiving and recombining module, configured to receive a data packet transmitted through a packet switching network, reassemble the same, and perform recombination.
  • the integrated data packet is parsed to obtain each short data packet of the same type.
  • the data receiving and recombining module specifically includes: a data slice receiving submodule, a data packet recombining submodule, and a data packet recovery submodule, where
  • the data slice receiving submodule is configured to receive a data packet transmitted through the packet switching network, and the data packet recombination submodule is configured to: according to the encapsulated new data packet number in the encapsulation information, a slice of the encapsulated packet to which the data slice belongs The total number, and the data slice belong to the slice number of the package, and the multiple slices belonging to the same package are reorganized into the integrated data packet;
  • the data packet recovery submodule is configured to: according to the packet number of the original data packet to which the data slice belongs in the package information, the total number of slices of the original data packet to which the data slice belongs, and the slice number of the original data packet of the data slice, the integrated The packet parsing is restored to the original individual short packets.
  • the method and device for sending and receiving data packets in a packet-switched network provided by the embodiments of the present invention, the data packets to be sent are classified according to the destination address at the transmitting end, and the short data packets of the same type are integrated, and then sliced and packaged. And transmitting; after the receiving end transmits through the packet switching network, reassembling the received data packet, parsing the integrated data packet obtained by the reorganization, and obtaining each short data packet of the same type.
  • the solution can re-integrate and encapsulate the accumulated packets with shorter packet lengths by using the packet length adjustment technology without increasing the system resource overhead, thereby forming a packet with a longer packet length to improve the switching of the switching network. Efficiency, avoiding network jitter.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a basic structure of a packet switching network in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic diagram of bandwidth occupancy of input and output in a switched network with a long packet length
  • FIG. 3 is a schematic diagram of bandwidth occupancy of input and output in a switched network with a short packet length
  • EMBODIMENT OF THE INVENTION A flow chart of a method for transmitting a data packet in a packet switching network
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a format of information encapsulated in a data slice according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic flowchart of a method for receiving a data packet in a packet switched network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a data structure change of a data packet adjusted by a packet length in an entire exchange process according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a schematic structural diagram of a system for transmitting data packets in a packet-switched network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a data adjustment and transmission module 81 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 11 is a schematic diagram of bandwidth utilization of a packet with a short packet length after packet length adjustment according to an embodiment of the present invention.
  • the basic idea of the embodiment of the present invention is: classifying data packets to be sent according to a destination address; and integrating a plurality of short data packets of the same type, performing slice encapsulation and transmitting.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a method for sending a data packet in a packet switched network according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the method specifically includes the following steps:
  • Step 401 Classify the data packets to be sent according to the destination address.
  • the data packets to be sent are classified according to the destination address, and specifically: the data packets with the same destination address are classified into the same type of data packets.
  • each of the destination addresses corresponds to each of the egress line cards.
  • Step 402 After integrating multiple short data packets of the same type, perform slice encapsulation and send.
  • the method includes: combining a plurality of short data packets of the same type by using a packet length adjustment technology, and performing slice encapsulation and sending to the output queue. send.
  • the package information added in the slice encapsulation process includes: a destination address of the data slice; a new data packet number after encapsulation; a total number of slices of the encapsulation packet to which the data slice belongs; a data slice belongs to a slice number of the encapsulation packet; and the data slice belongs to the original data packet Packet number; the total number of slices of the original packet to which the data slice belongs; the data slice belongs to the slice number of the original packet.
  • DestJD a destination address of a data slice, that is, a corresponding egress line card
  • N_P_ID a new packet number after encapsulation
  • N_C_NUM a data slice The total number of slices of the package package
  • N_C_ID Data cut The slice belongs to the slice number of the package, that is, the slice belongs to the first slice of the package
  • P_ID the packet number of the original packet to which the data slice belongs
  • C_NUM the total number of slices of the original packet to which the data slice belongs
  • C_ID the data slice belongs to the original The slice number of the packet, that is, the slice belongs to the first slice of the original packet.
  • the method further includes: determining whether the classified data packet length is a short data packet, if not, sending to the output queue for sending, if yes, further determining whether the output queue is idle, if If it is idle, the data packet is sent to the output queue for transmission. Otherwise, the short data packet is buffered, and after waiting for other new short-type data packet buffers, step 402 is performed.
  • the determining whether the classified data packet length is a short data packet is specifically: determining according to a preset packet length threshold, if the data packet length is less than a packet length threshold, that is, a short data packet, otherwise, a long data packet .
  • the combining the multiple short data packets of the same type is specifically: when the total packet length of the buffered multiple data packets exceeds the packet length threshold, the integration is performed.
  • the packet length threshold is specifically: preset according to a transmission condition of the packet switching network.
  • the preferred solution is to cache the classified data packets into respective adjustment queues, where the length of the adjustment queue is a packet length threshold, and whether the length of the classified data packet is a short data packet, that is, Comparing the packet length and the length of the adjustment queue, the length of the adjustment queue is greater than or equal to the length of the adjustment queue, that is, the long data packet is sent to the output queue for transmission; the packet length is smaller than the adjustment queue, and further determining whether the output queue is idle If it is idle, send the data packet to the output queue for transmission.
  • the short data packet is buffered into the adjustment queue, waiting for other new similar short data packet to be cached; when the total length of the buffered data packet is greater than or equal to the adjustment queue After the length, multiple short packets are combined, then slice encapsulated and sent to the output queue for transmission.
  • FIG. 6 is a schematic flowchart of a method for receiving a data packet in a packet-switched network according to an embodiment of the present invention.
  • the method specifically includes the following steps: Step 601: After the packet-switched network transmits, reassembling the received data packet.
  • the reassembling the received data packet is specifically: reassembling the received data packet according to the encapsulation information to obtain the integrated data. package.
  • the recombination process multiple slices belonging to the same package are reassembled according to the encapsulated new packet number in the package information, the total number of slices of the package to which the data slice belongs, and the slice number of the data packet belonging to the package. For the integrated data package.
  • Step 602 Parse the integrated data packet obtained by the reorganization to obtain each short data packet of the same type.
  • the parsing the integrated data packet obtained by the recombination is specifically: parsing the integrated data packet according to the encapsulation information to obtain each short data packet of the same type.
  • the parsing process according to the packet number of the original data packet to which the data slice belongs in the encapsulation information, the total number of slices of the original data packet to which the data slice belongs, and the slice number of the original data packet of the data packet, the integrated data packet Parse into the original individual short packets.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing changes in data structure of a packet length adjustment packet in the entire exchange process according to an embodiment of the present invention.
  • a destination line card receives five destination addresses of 20 in a certain period of time.
  • the packets with shorter packet lengths are packets 61 to 65.
  • the five packets in the adjustment queue are sliced.
  • each packet can be sliced into two data slices. 10 data slices can be generated and encapsulated and stored in the output queue for transmission, wherein the encapsulated data slice 1 to data slice 10 are as shown in the figure.
  • the egress line card After receiving the data slice 1 to the data slice 10, the egress line card reassembles and parses the received data slice to recover the corresponding data packet 61 to 65.
  • FIG. 8 is a schematic structural diagram of a system for transmitting a data packet in a packet-switched network according to an embodiment of the present invention.
  • the system includes: a device for sending a data packet, specifically: a data adjustment sending module 81, configured to:
  • the data packets to be sent are classified according to the destination address, and a plurality of short data packets of the same type are integrated, and then sliced and transmitted.
  • each destination address corresponds to each of the egress line cards.
  • the data adjustment and transmission module 81 integrates a plurality of short data packets of the same type, and performs slice encapsulation and transmission, and the method includes: the data adjustment and transmission module 81 integrates a plurality of short data packets of the same type by using a packet length adjustment technology. , the slice encapsulation is sent to the output queue for transmission.
  • the package information added in the slice encapsulation process includes: a destination address of the data slice; a new data packet number after encapsulation; a total number of slices of the encapsulation packet to which the data slice belongs; a data slice belongs to a slice number of the encapsulation packet; and the data slice belongs to the original data packet Packet number; the total number of slices of the original packet to which the data slice belongs; the data slice belongs to the slice number of the original packet.
  • the system further includes: a device for receiving a data packet, specifically: a data receiving and recombining module
  • the method is configured to receive a data packet transmitted by using a packet switching network, reassemble the data packet, and parse the reassembled data packet to obtain each short data packet of the same type.
  • the data receiving and recombining module 82 reassembles the received data packet, specifically: reassembling the received data packet according to the encapsulation information to obtain the integrated data packet.
  • the recombination process multiple slices belonging to the same package are reassembled according to the encapsulated new packet number in the package information, the total number of slices of the package to which the data slice belongs, and the slice number of the data packet belonging to the package. For the integrated data package.
  • the data receiving and recombining module 82 parses the reassembled integrated data packet, which is: parsing the integrated data packet according to the encapsulation information to obtain each short packet of the same type. The parsing process, according to the packet number of the original data packet to which the data slice belongs in the encapsulation information, the total number of slices of the original data packet to which the data slice belongs, and the slice number of the original data packet of the data packet, the integrated data packet Parse into the original individual short packets.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a data adjustment and transmission module 81 according to an embodiment of the present invention.
  • the data adjustment and transmission module 81 specifically includes: a packet classification submodule 711, an adjustment queue 712, and a slice encapsulation. a submodule 713, an output queue 714, and an adjustment determination submodule 715, wherein The data packet classification sub-module 711 is configured to classify the data packets to be sent according to the destination address, and send the data packets to the corresponding adjustment queue 712;
  • the adjustment determination sub-module 715 is configured to determine whether the data packet length in the adjustment queue 712 is a short data packet. If not, the instruction adjustment queue 712 sends the data packet to the output queue 714 through the slice encapsulation of the slice encapsulation sub-module 713. If yes, it is determined whether the output queue 714 is idle. If it is idle, the adjustment queue 712 instructs the data packet to be sent to the output queue 714 through the slice encapsulation of the slice encapsulation sub-module 713, otherwise the adjustment queue 712 is instructed to buffer the short data. After waiting for other new short packet buffers of the same type, the plurality of short data packets of the same type are integrated, and are sent by the slice encapsulation of the slice encapsulation submodule 713 to the output queue 714 for transmission.
  • the adjustment determining sub-module 715 determines whether the length of the data packet in the adjustment queue 712 is a short data packet, specifically: determining according to a preset packet length threshold, and if the data packet length is less than the packet length threshold, the data is short data. Package, otherwise a long packet.
  • the adjustment judging sub-module 715 integrates multiple short data packets of the same type, specifically: when the total packet length of the buffered multiple data packets exceeds the packet length threshold, the integration is performed.
  • the packet length threshold is specifically: preset according to a transmission condition of the packet switching network.
  • the data adjustment transmitting module 81 is located at the entrance line card.
  • FIG. 10 is a schematic structural diagram of a data receiving and recombining module 82 according to an embodiment of the present invention.
  • the data receiving and recombining module 82 specifically includes: a data slice receiving submodule 821, and a data packet recombining submodule 822. And a data packet recovery submodule 823, wherein the data slice receiving submodule 821 is configured to receive a data packet transmitted through the packet switching network, that is, a data slice;
  • the packet reassembly sub-module 822 is configured to: slice multiple slices belonging to the same package according to the encapsulated new packet number in the package information, the total number of slices of the package to which the data slice belongs, and the slice number of the data slice belonging to the package Reorganized into integrated data packages;
  • the packet recovery sub-module 823 is configured to: according to the packet number of the original data packet to which the data slice in the encapsulation information belongs, the total number of slices of the original data packet to which the data slice belongs, and the slice number of the original data packet to which the data slice belongs, the integrated data The packet parsing is restored to the original individual short packets.
  • the data reception reassembly module 82 is located at the exit line card.
  • the packet length adjustment technology is used to integrate the packets with shorter packet lengths, and the packet length adjustment technology is adopted. Encapsulation, forming a packet with a long packet length, and then transmitting. In this way, on the basis of not increasing the system overhead, the exchange network improves the exchange efficiency of packets with shorter packet lengths and improves the performance of the entire network.
  • the received data packets are classified according to the destination address, and the packet length adjustment technology is used to integrate and encapsulate the packets with shorter packet lengths to form a packet with a longer packet length, and then transmit, thereby transmitting multiple packets.
  • a shorter packet requires only one path to be established, which greatly reduces the time and bandwidth occupied by the path establishment, thereby improving the switching efficiency of the switching network.
  • it is specifically determined according to the length of the adjustment queue and the state of the output queue whether to integrate the data packet to form a new packet with a longer packet length. Whether the packet is integrated depends on whether the status of the output queue is idle. When the switching network is busy, the packet is dequeued very slowly, and the status of the output queue is not easily empty. At this time, the integration efficiency is high. On the other hand, when the switching network is idle, the output queue is often empty, and the integration efficiency is very low, that is, the data packet can be directly transmitted.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of bandwidth utilization of a packet with a short packet length after adjusting the packet length according to an embodiment of the present invention, and the above advantages can be fully seen from the figure.

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  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种分组交换网中数据包发送的方法，所述方法包括：将待发送的数据包根据目的地址进行分类，将同类的多个短数据包整合后，进行切片封装并发送。本发明实施例还公开了一种分组交换网中数据包接收的方法，经过分组交换网传输后，对接收的数据包进行重组，对重组得到的整合后的数据包进行解析，得到所述同类的各个短数据包。本发明实施例还公开了分组交换网中数据包发送和接收的装置，通过上述方法和装置，能够在不增加系统资源开销的基础上，利用包长调整技术对积累的包长较短的数据包进行重新整合和封装，形成包长较长的数据包，以提高交换网的交换效率，避免出现网络抖动。

Description

一种分组交换网中数据包发送和接收的方法及装置 技术领域
本发明涉及分组交换网技术领域， 特别是指一种分组交换网中数据包 发送和接收的方法及装置。 背景技术
随着通信网络的发展， 分组交换网广泛地应用于数据传输中。 图 1 为 现有技术中分组交换网的基本结构示意图。 在分组交换网中基于数据包请 求允许的握手机制是现有的实现分组交换的技术方向之一。 随着交换网容 量的不断增大， 网络中数据的拥塞程度也在不断的加剧， 采用基于数据包 的握手机制实现交换的方法， 在发送数据包之前， 先建立好通路， 可以避 免数据包在交换网中出现拥塞的情况， 从而减少緩存资源的消耗。
由于数据包握手机制建立通路需要额外的带宽， 交换网的交换效率会 受到一定的影响。 对于包长较长的包， 即长数据包， 建立通路所消耗带宽 的比重很小， 图 2为包长较长的情况下的交换网中输入和输出的带宽占用 率示意图， 从图中可以看出， 交换网的交换效率所受到的影响可以忽略， 因此基于包长较长的情况下数据包握手机制能够在不增加系统资源开销的 基础上， 大量地减少交换网中緩存资源的消耗。
但是对于包长较短的包， 即短数据包， 每个数据包的握手都需要建立 一次通路， 图 3 为包长较短的情况下的交换网中输入和输出的带宽占用率 示意图， 从图中可以看出建立该通路所消耗带宽的比重较大， 从而占用了 较多的交换网带宽资源， 降低了交换网的交换效率。 如果出现了包长较短 的包突发的情况， 大量数据包会被积压在交换网的入口处， 产生大量的积 累， 进一步的会产生以下几个问题： （1 )建立通路占用了较多的交换网带 宽资源， 降低了交换网的交换效率； （2 ) 需要在交换网入口处设置较大的 緩存空间， 将突发的数据包緩存住， 以防止数据包丟弃， 这样增加了系统 硬件资源的浪费； （3 )产生大量的数据包积累会增大系统的抖动， 使得系 统的服务质量下降； （4 )数据包包长较短的情况下， 时延也会增大。
由此可见， 基于数据包的握手机制的系统性能在包长较长的包下表现 出了充分的优越性， 但是在包长较短的包的情况下性能会受到严重的影响。 现在通常的解决方案是通过提高芯片频率， 加大交换网的交换能力等方法 提高系统的整体性能。 当出现包长较短的包突发时， 仍然能满足交换网的 交换性能。 但是这种方法实际上是对系统硬件资源的一种浪费， 在大部分 情况下， 交换网的带宽是闲置的， 并没有真正解决交换网对包长较短的数 据包进行传输时的效率问题。 发明内容
有鉴于此， 本发明实施例的主要目的在于提供一种分组交换网中数据 包发送和接收的方法及装置， 能够解决交换网对包长较短的数据包传输时 效率低下的问题。
为解决上述技术问题， 本发明实施例的技术方案是这样实现的： 本发明实施例提供了一种分组交换网中数据包发送的方法， 包括： 将 待发送的数据包根据目的地址进行分类； 将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送。
其中， 所述将同类的多个短数据包整合前， 还包括： 判断分类后的数 据包长度是否为短数据包， 如果不是， 则发送到输出队列进行发送， 如果 是则判断输出队列是否空闲， 如果空闲则将数据包发送到输出队列进行发 送， 否则緩存短数据包， 等待其他新的同类短数据包緩存后， 将同类的多 个短数据包进行整合。
其中， 所述判断分类后的数据包长度是否为短数据包， 具体为： 根据 预设的包长阈值进行判断， 如果数据包长度小于包长阈值即为短数据包， 否则为长数据包；
所述将同类的多个短数据包整合， 具体为： 当緩存的多个数据包的总 包长超过包长阈值后， 进行整合。
其中， 所述将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送， 包 括： 将同类的多个短数据包， 采用包长调整技术进行整合后， 进行切片封 装发送到输出队列进行发送， 其中， 切片封装过程中添加封装信息包括： 数据切片的目的地址、 封装后新的数据包号、 数据切片所属封装包的切片 总数、 数据切片属于封装包的切片编号、 数据切片所属原数据包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 数据切片属于原数据包的切片编号。
本发明实施例还提供了一种分组交换网中数据包接收的方法， 包括： 经过分组交换网传输后， 对接收的数据包进行重组； 对重组得到的整合后 的数据包进行解析， 得到所述同类的各个短数据包。
其中， 所述对接收的数据包进行重组， 具体为： 根据封装信息中的封 装后新的数据包号、 数据切片所属封装包的切片总数、 以及数据切片属于 封装包的切片编号， 将属于同一封装包的多个切片重组为整合后的数据包； 所述对重组得到的整合后的数据包进行解析， 具体为： 根据封装信息 中的数据切片所属原数据包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 以及数据切片属于原数据包的切片编号， 将整合后的数据包解析为原始的 各个短数据包。
本发明实施例还提供了一种分组交换网中数据包发送的装置， 所述装 置具体为： 数据调整发送模块， 用于将待发送的数据包根据目的地址进行 分类， 将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送。
其中， 所述数据调整发送模块中具体包括： 数据包分类子模块、 调整 队列、 切片封装子模块、 输出队列和调整判断子模块， 其中， 所述数据包分类子模块， 用于将待发送的数据包根据目的地址进行分 类， 分别发送到对应的调整队列中；
所述调整判断子模块， 用于判断调整队列中的数据包长度是否为短数 据包， 如果不是， 则指示调整队列将数据包经过切片封装子模块的切片封 装发送给输出队列进行发送， 如果是则判断输出队列是否空闲， 如果空闲 则指示调整队列将数据包经过切片封装子模块的切片封装发送给输出队列 进行发送， 否则指示调整队列緩存短数据包， 等待其他新的同类短数据包 緩存后， 将同类的多个短数据包进行整合， 经过切片封装子模块的切片封 装发送给输出队列进行发送。
其中， 所述调整判断子模块判断调整队列中的数据包长度是否为短数 据包， 具体为： 根据预设的包长阈值进行判断， 如果数据包长度小于包长 阈值即为短数据包， 否则为长数据包；
所述调整判断子模块将同类的多个短数据包整合， 具体为： 当緩存的 多个数据包的总包长超过包长阈值后， 进行整合。
其中， 所述数据调整发送模块将同类的多个短数据包整合后， 进行切 片封装并发送， 包括： 所述数据调整发送模块将同类的多个短数据包， 采 用包长调整技术进行整合后， 进行切片封装发送到输出队列进行发送， 其 中， 切片封装过程中添加封装信息包括： 数据切片的目的地址、 封装后新 的数据包号、 数据切片所属封装包的切片总数、 数据切片属于封装包的切 片编号、 数据切片所属原数据包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总 数、 数据切片属于原数据包的切片编号。
本发明实施例还提供了一种分组交换网中数据包接收的装置， 所述装 置具体为： 数据接收重组模块， 用于接收经过分组交换网传输的数据包， 对其进行重组， 对重组得到的整合后的数据包进行解析， 得到所述同类的 各个短数据包。 其中， 所述数据接收重组模块中具体包括： 数据切片接收子模块、 数 据包重组子模块和数据包恢复子模块， 其中，
所述数据切片接收子模块， 用于接收经过分组交换网传输的数据包； 所述数据包重组子模块， 用于根据封装信息中的封装后新的数据包号、 数据切片所属封装包的切片总数、 以及数据切片属于封装包的切片编号， 将属于同一封装包的多个切片重组为整合后的数据包；
所述数据包恢复子模块， 用于根据封装信息中的数据切片所属原数据 包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 以及数据切片属于原数据 包的切片编号， 将整合后的数据包解析恢复为原始的各个短数据包。
本发明实施例所提供的分组交换网中数据包发送和接收的方法及装 置， 在发送端将待发送的数据包根据目的地址进行分类， 将同类的多个短 数据包整合后， 进行切片封装并发送； 在接收端经过分组交换网传输后， 对接收的数据包进行重组， 对重组得到的整合后的数据包进行解析， 得到 所述同类的各个短数据包。 所述方案能够在不增加系统资源开销的基础上， 利用包长调整技术对积累的包长较短的数据包进行重新整合和封装， 形成 包长较长的数据包， 以提高交换网的交换效率， 避免出现网络抖动。 附图说明
图 1为现有技术中分组交换网的基本结构示意图；
图 2为包长较长的情况下的交换网中输入和输出的带宽占用率示意图； 图 3为包长较短的情况下的交换网中输入和输出的带宽占用率示意图； 图 4为本发明实施例一种分组交换网中数据包发送的方法流程示意图； 图 5为本发明实施例数据切片中封装信息的格式示意图；
图 6为本发明实施例一种分组交换网中数据包接收的方法流程示意图； 图 7 为本发明实施例包长调整的数据包在整个交换过程中的数据结构 变化示意图； 图 8为本发明实施例一种分组交换网中数据包传输的系统结构示意图； 图 9为本发明实施例数据调整发送模块 81的具体结构示意图； 图 10为本发明实施例数据接收重组模块 82的具体结构示意图； 图 11为本发明实施例经过包长调整之后包长较短的数据包的带宽利用 率示意图。 具体实施方式
本发明实施例的基本思想是： 将待发送的数据包根据目的地址进行分 类； 将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。 图 4为本发明实施例一种分组交换网中数据包发送的方法流程示意图， 如图 4所示， 所述方法具体包括以下步驟：
步驟 401 , 将待发送的数据包根据目的地址进行分类；
具体的， 将待发送的数据包根据目的地址进行分类， 具体为： 将目的 地址相同的数据包归为同类的数据包。 在分组交换网络中， 所述各个目的 地址分别对应各个出口线卡。
步驟 402, 将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送。
具体的， 所述将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送， 包括： 将同类的多个短数据包， 采用包长调整技术进行整合后， 进行切片 封装发送到输出队列进行发送。 所述切片封装过程中添加封装信息包括： 数据切片的目的地址； 封装后新的数据包号； 数据切片所属封装包的切片 总数； 数据切片属于封装包的切片编号； 数据切片所属原数据包的包号； 数据切片所属原数据包的切片总数； 数据切片属于原数据包的切片编号。 图 5 为本发明实施例数据切片中封装信息的格式示意图， 如图 5 所示， DestJD: 数据切片的目的地址， 即对应出口线卡； N_P_ID: 封装后新的数 据包号； N_C_NUM: 数据切片所属封装包的切片总数； N_C_ID: 数据切 片属于封装包的切片编号， 即该切片属于封装包的第几个切片； P_ID: 数 据切片所属原数据包的包号； C_NUM:数据切片所属原数据包的切片总数； C_ID: 数据切片属于原数据包的切片编号， 即该切片属于原数据包的第几 个切片。
进一步的， 所述步驟 402之前， 所述方法还包括： 判断分类后的数据 包长度是否为短数据包， 如果不是， 则发送到输出队列进行发送， 如果是 则进一步判断输出队列是否空闲， 如果空闲则将数据包发送到输出队列进 行发送， 否则緩存所述短数据包， 等待其他新的同类短数据包緩存后， 执 行步驟 402。
具体的， 所述判断分类后的数据包长度是否为短数据包， 具体为： 根 据预设的包长阈值进行判断， 如果数据包长度小于包长阈值即为短数据包， 否则为长数据包。 所述将同类的多个短数据包整合， 具体为： 当緩存的多 个数据包的总包长超过包长阈值后， 进行整合。 其中， 所述包长阈值具体 为： 根据分组交换网的传输状况进行预设。
在具体实现中， 优选的方案为将分类后的数据包被分别緩存到各自的 调整队列中， 所述调整队列的长度为包长阈值， 判断分类后的数据包长度 是否为短数据包， 即比较数据包长度和调整队列的长度， 大于或等于调整 队列的长度即为长数据包， 将所述长数据包发送到输出队列进行发送； 数 据包长度小于调整队列的， 进一步判断输出队列是否空闲， 如果空闲则将 数据包发送到输出队列进行发送， 否则将所述短数据包緩存到调整队列中 , 等待其他新的同类短数据包緩存； 当緩存的数据包总长度大于或等于调整 队列的长度后， 将多个短数据包整合， 然后进行切片封装并发送到输出队 列进行发送。
图 6为本发明实施例一种分组交换网中数据包接收的方法流程示意图， 如图 6所示， 所述方法具体包括以下步驟： 步驟 601 , 经过分组交换网传输后， 对接收的数据包进行重组； 具体的， 所述对接收的数据包进行重组， 具体为： 根据封装信息对接 收的数据包进行重组， 得到整合后的数据包。 其中， 所述重组过程中， 根 据封装信息中的封装后新的数据包号、 数据切片所属封装包的切片总数、 以及数据切片属于封装包的切片编号， 将属于同一封装包的多个切片重组 为整合后的数据包。
步驟 602,对重组得到的整合后的数据包进行解析，得到所述同类的各 个短数据包。
具体的， 所述对重组得到的整合后的数据包进行解析， 具体为： 根据 封装信息对整合后的数据包进行解析， 得到所述同类的各个短数据包。 其 中， 所述解析过程中， 根据封装信息中的数据切片所属原数据包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 以及数据切片属于原数据包的切片编 号， 将整合后的数据包解析为原始的各个短数据包。
图 7 为本发明实施例包长调整的数据包在整个交换过程中的数据结构 变化示意图， 如图 7所示， 假设某一时间段内， 入口线卡接收到 5个目的 地址都为 20的包长较短的数据包， 分别为数据包 61至 65 , 在调整队列中 緩存后， 将调整队列中的 5个数据包进行切片， 假设每个数据包可以切成 两个数据切片， 则总共可以产生 10个数据切片， 并且进行封装， 存入输出 队列等待发送， 其中所述封装后的数据切片 1至数据切片 10如图中所示。 出口线卡接收到数据切片 1至数据切片 10后， 对接收到的数据切片进行重 组和解析， 恢复出相应的数据包 61至 65。
图 8为本发明实施例一种分组交换网中数据包传输的系统结构示意图， 如图 8所示， 所述系统中包括： 数据包发送的装置， 具体为： 数据调整发 送模块 81 , 用于将待发送的数据包根据目的地址进行分类， 将同类的多个 短数据包整合后， 进行切片封装并发送。 具体的， 在分组交换网络中， 所述各个目的地址分别对应各个出口线 卡。 所述数据调整发送模块 81将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封 装并发送， 包括： 所述数据调整发送模块 81将同类的多个短数据包， 采用 包长调整技术进行整合后， 进行切片封装发送到输出队列进行发送。 所述 切片封装过程中添加封装信息包括： 数据切片的目的地址； 封装后新的数 据包号； 数据切片所属封装包的切片总数； 数据切片属于封装包的切片编 号； 数据切片所属原数据包的包号； 数据切片所属原数据包的切片总数； 数据切片属于原数据包的切片编号。
所述系统中还包括： 数据包接收的装置， 具体为： 数据接收重组模块
82, 用于接收经过分组交换网传输的数据包， 对其进行重组， 对重组得到 的整合后的数据包进行解析， 得到所述同类的各个短数据包。
具体的，所述数据接收重组模块 82对接收的数据包进行重组，具体为： 根据封装信息对接收的数据包进行重组， 得到整合后的数据包。 其中， 所 述重组过程中， 根据封装信息中的封装后新的数据包号、 数据切片所属封 装包的切片总数、 以及数据切片属于封装包的切片编号， 将属于同一封装 包的多个切片重组为整合后的数据包。
所述数据接收重组模块 82对重组得到的整合后的数据包进行解析， 具 体为： 根据封装信息对整合后的数据包进行解析， 得到所述同类的各个短 数据包。 其中， 所述解析过程中， 根据封装信息中的数据切片所属原数据 包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 以及数据切片属于原数据 包的切片编号， 将整合后的数据包解析为原始的各个短数据包。
进一步的， 图 9为本发明实施例数据调整发送模块 81的具体结构示意 图， 如图 9所示， 所述数据调整发送模块 81中具体包括： 数据包分类子模 块 711、 调整队列 712、 切片封装子模块 713、 输出队列 714和调整判断子 模块 715 , 其中， 所述数据包分类子模块 711 ,用于将待发送的数据包根据目的地址进行 分类， 分别发送到对应的调整队列 712中；
所述调整判断子模块 715 ,用于判断调整队列 712中的数据包长度是否 为短数据包， 如果不是， 则指示调整队列 712将数据包经过切片封装子模 块 713的切片封装发送给输出队列 714进行发送， 如果是则判断输出队列 714是否空闲，如果空闲则指示调整队列 712将数据包经过切片封装子模块 713的切片封装发送给输出队列 714进行发送，否则指示调整队列 712緩存 所述短数据包， 等待其他新的同类短数据包緩存后， 将同类的多个短数据 包进行整合， 经过切片封装子模块 713的切片封装发送给输出队列 714进 行发送。
具体的， 所述调整判断子模块 715判断调整队列 712中的数据包长度 是否为短数据包， 具体为： 根据预设的包长阈值进行判断， 如果数据包长 度小于包长阈值即为短数据包， 否则为长数据包。 所述调整判断子模块 715 将同类的多个短数据包整合， 具体为： 当緩存的多个数据包的总包长超过 包长阈值后， 进行整合。 其中， 所述包长阈值具体为： 根据分组交换网的 传输状况进行预设。
所述数据调整发送模块 81位于入口线卡。
进一步的， 图 10为本发明实施例数据接收重组模块 82的具体结构示 意图， 如图 10所示， 所述数据接收重组模块 82中具体包括： 数据切片接 收子模块 821、 数据包重组子模块 822和数据包恢复子模块 823 , 其中， 数据切片接收子模块 821 , 用于接收经过分组交换网传输的数据包， 即 数据切片；
数据包重组子模块 822, 用于根据封装信息中的封装后新的数据包号、 数据切片所属封装包的切片总数、 以及数据切片属于封装包的切片编号， 将属于同一封装包的多个切片重组为整合后的数据包； 数据包恢复子模块 823 ,用于根据封装信息中的数据切片所属原数据包 的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 以及数据切片属于原数据包 的切片编号， 将整合后的数据包解析恢复为原始的各个短数据包。
所述数据接收重组模块 82位于出口线卡。
综上所述， 本发明实施例中根据基于数据包握手机制的交换网， 对包 长较长的包交换的优越性能， 采用包长调整技术， 对产生的包长较短的包 进行整合和封装， 形成包长较长的包， 再进行发送。 这样在不增加系统开 销的基础上， 提高交换网对包长较短的包的交换效率， 提高整网的性能。 本发明实施例将接收到的数据包根据目的地址进行分类， 采用包长调整技 术对包长较短的包进行整合和封装， 形成包长较长的包， 再进行发送， 从 而对多个包长较短的包只需要建立一次通路， 大大减少了通路建立所占用 的时间和带宽， 进而提高了交换网的交换效率。 方案中， 具体是根据调整 队列长度和输出队列的状态来决定是否对数据包进行整合， 形成新的包长 较长的包。 数据包是否被整合取决于输出队列的状态是否为空闲。 当交换 网繁忙时， 数据包出队的速度很慢， 输出队列的状态不容易为空， 此时整 合的效率很高。 反之交换网空闲时， 输出队列经常为空， 则整合的效率很 低， 即可以直接发送数据包。 通过这种自动调节， 保持整合率与交换网状 态一致， 即防止整合率低引起交换效率低下数据阻塞， 又防止一味提高整 合率引起数据不必要的滞留。 这样保持交换速度与数据流速保持动态平衡， 从而提高了交换网的整体交换效率， 从根本上解决了现有技术的缺点。 图
11 为本发明实施例经过包长调整之后包长较短的数据包的带宽利用率示意 图， 由图中便可以充分看出上述优点。
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。

Claims

权利要求书
1、一种分组交换网中数据包发送的方法， 其特征在于， 所述方法包括： 将待发送的数据包根据目的地址进行分类；
将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述将同类的多个短数 据包整合前， 还包括：
判断分类后的数据包长度是否为短数据包， 如果不是， 则发送到输出 队列进行发送， 如果是则判断输出队列是否空闲， 如果空闲则将数据包发 送到输出队列进行发送， 否则緩存短数据包， 等待其他新的同类短数据包 緩存后， 将同类的多个短数据包进行整合。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于，
所述判断分类后的数据包长度是否为短数据包， 具体为： 根据预设的 包长阈值进行判断， 如果数据包长度小于包长阈值即为短数据包， 否则为 长数据包；
所述将同类的多个短数据包整合， 具体为： 当緩存的多个数据包的总 包长超过包长阈值后， 进行整合。
4、 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述将同类的多个 短数据包整合后， 进行切片封装并发送， 包括：
将同类的多个短数据包， 采用包长调整技术进行整合后， 进行切片封 装发送到输出队列进行发送， 其中， 切片封装过程中添加封装信息包括： 数据切片的目的地址、 封装后新的数据包号、 数据切片所属封装包的切片 总数、 数据切片属于封装包的切片编号、 数据切片所属原数据包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 数据切片属于原数据包的切片编号。
5、一种分组交换网中数据包接收的方法， 其特征在于， 所述方法包括： 经过分组交换网传输后， 对接收的数据包进行重组； 对重组得到的整合后的数据包进行解析， 得到所述同类的各个短数据 包。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于，
所述对接收的数据包进行重组， 具体为： 根据封装信息中的封装后新 的数据包号、 数据切片所属封装包的切片总数、 以及数据切片属于封装包 的切片编号， 将属于同一封装包的多个切片重组为整合后的数据包；
所述对重组得到的整合后的数据包进行解析， 具体为： 根据封装信息 中的数据切片所属原数据包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 以及数据切片属于原数据包的切片编号， 将整合后的数据包解析为原始的 各个短数据包。
7、 一种分组交换网中数据包发送的装置， 其特征在于， 所述装置具体 为： 数据调整发送模块， 用于将待发送的数据包根据目的地址进行分类， 将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送。
8、 根据权利要求 7所述的装置， 其特征在于， 所述数据调整发送模块 中具体包括： 数据包分类子模块、 调整队列、 切片封装子模块、 输出队列 和调整判断子模块， 其中，
所述数据包分类子模块， 用于将待发送的数据包根据目的地址进行分 类， 分别发送到对应的调整队列中；
所述调整判断子模块， 用于判断调整队列中的数据包长度是否为短数 据包， 如果不是， 则指示调整队列将数据包经过切片封装子模块的切片封 装发送给输出队列进行发送， 如果是则判断输出队列是否空闲， 如果空闲 则指示调整队列将数据包经过切片封装子模块的切片封装发送给输出队列 进行发送， 否则指示调整队列緩存短数据包， 等待其他新的同类短数据包 緩存后， 将同类的多个短数据包进行整合， 经过切片封装子模块的切片封 装发送给输出队列进行发送。
9、 根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于，
所述调整判断子模块判断调整队列中的数据包长度是否为短数据包， 具体为： 根据预设的包长阈值进行判断， 如果数据包长度小于包长阈值即 为短数据包， 否则为长数据包；
所述调整判断子模块将同类的多个短数据包整合， 具体为： 当緩存的 多个数据包的总包长超过包长阈值后， 进行整合。
10、 根据权利要求 7或 8所述的装置， 其特征在于， 所述数据调整发 送模块将同类的多个短数据包整合后， 进行切片封装并发送， 包括：
所述数据调整发送模块将同类的多个短数据包， 采用包长调整技术进 行整合后， 进行切片封装发送到输出队列进行发送， 其中， 切片封装过程 中添加封装信息包括： 数据切片的目的地址、 封装后新的数据包号、 数据 切片所属封装包的切片总数、 数据切片属于封装包的切片编号、 数据切片 所属原数据包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 数据切片属于 原数据包的切片编号。
11、 一种分组交换网中数据包接收的装置， 其特征在于， 所述装置具 体为： 数据接收重组模块， 用于接收经过分组交换网传输的数据包， 对其 进行重组， 对重组得到的整合后的数据包进行解析， 得到所述同类的各个 短数据包。
12、 根据权利要求 11所述的装置， 其特征在于， 所述数据接收重组模 块中具体包括： 数据切片接收子模块、 数据包重组子模块和数据包恢复子 模块， 其中，
所述数据切片接收子模块， 用于接收经过分组交换网传输的数据包； 所述数据包重组子模块， 用于根据封装信息中的封装后新的数据包号、 数据切片所属封装包的切片总数、 以及数据切片属于封装包的切片编号， 将属于同一封装包的多个切片重组为整合后的数据包； 所述数据包恢复子模块， 用于根据封装信息中的数据切片所属原数据 包的包号、 数据切片所属原数据包的切片总数、 以及数据切片属于原数据 包的切片编号， 将整合后的数据包解析恢复为原始的各个短数据包。
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