專利名稱：一種提高寬帶接入服務(wù)器接入速率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，具體涉及一種可以適用于通訊領(lǐng)域內(nèi)采用類似交換體系結(jié)構(gòu)的高速路由器等產(chǎn)品中提高寬帶接入服務(wù)器接入速率的方法。
以一個用戶通過以太網(wǎng)進(jìn)行PPP呼叫為例，從開始發(fā)起呼叫請求到可以傳輸數(shù)據(jù)大致需要如下幾個步驟第一，用戶和接入服務(wù)器之間進(jìn)行PPPOE參數(shù)的協(xié)商。該步驟的主要目的是為了在用戶和接入服務(wù)器之間建立點(diǎn)對點(diǎn)的虛擬數(shù)據(jù)傳輸通道；第二，PPP參數(shù)協(xié)商，包括LCP、PAP、CHAP和IPCP等協(xié)議的參數(shù)協(xié)商。該步驟的主要目的是為了認(rèn)證用戶、授權(quán)用戶、給用戶分配相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源等；第三，給用戶分配接入所需的物理資源。由此可見，為了提高用戶接入速率，就需要在上述三個環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，本發(fā)明主要是針對其中的第三步，提出了一種分配接入服務(wù)器物理資源的新方法，從而提高用戶接入速率。
在使用交換結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)里，傳統(tǒng)上給用戶分配相應(yīng)的帶寬資源的方法是這樣的在用戶接入到該系統(tǒng)后，系統(tǒng)才根據(jù)其屬性分配一定的帶寬資源。如何分配，該分配多少，是否冗余等因素都可能造成系統(tǒng)給用戶分配帶寬的過程相對比較緩慢。如果每個用戶都是在接入的時候才進(jìn)行帶寬資源的分配的話，將嚴(yán)重降低整個系統(tǒng)的接入速率。
按照本發(fā)明，解決上述技術(shù)問題而提出的提高寬帶接入服務(wù)器用戶接入速率的方法，包括以下步驟第一步，確定用戶的種類，按用戶所需的數(shù)據(jù)傳輸速率把其分為不同的類型。例如可以512Kbps，1Mbps，4Mbps等幾種類型。
第二步，確定每種類型的用戶的數(shù)量。比如一個系統(tǒng)需要支持512Kbps的用戶的數(shù)量是1000個，需要支持2Mbps的用戶的數(shù)量是1000個，需要支持4Mbps的用戶的數(shù)量也是1000個。
第三步，根據(jù)用戶類型及其數(shù)量預(yù)先建立所需的交換連接。每個用戶兩條連接，一條從UNI端口到NNI端口的上行連接，一條是從NNI端口到UNI端口的下行連接。每條連接上都設(shè)置了與該用戶所要求的傳輸速率。
第四步，給每個用戶從預(yù)建的連接中分配一對數(shù)據(jù)傳輸速率一致的交換連接。如果沒有合適的連接，則用戶接入失敗。
第五步，生成每個用戶所需的轉(zhuǎn)發(fā)表。轉(zhuǎn)發(fā)表的內(nèi)容含有第四步得到的交換連接。每個用戶有兩個轉(zhuǎn)發(fā)表，分別位于用戶側(cè)接口卡和網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口卡。
第六步，把用戶的轉(zhuǎn)發(fā)表分別下載到用戶側(cè)接口卡和網(wǎng)絡(luò)層接口卡。至此用戶接入成功。
寬帶接入服務(wù)器的一個比較重要的性能指標(biāo)是要求有較高的用戶接入速率。通過實(shí)施本發(fā)明提供的方法，采用預(yù)建連接，其最大優(yōu)點(diǎn)是能夠顯著提高用戶接入速率。它通過把建立連接過程中比較耗時的部分給用戶分配所需的帶寬資源，在系統(tǒng)初始化就預(yù)先分配好。當(dāng)用戶真正接入到系統(tǒng)時，就可以很快速的得到相應(yīng)的資源，從而降低用戶的平均接入時延，提高系統(tǒng)整體的用戶接入速率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，節(jié)省了接入用戶所需的時間，從而增強(qiáng)了寬帶接入服務(wù)器的綜合性能。
圖2為采用靜態(tài)建鏈方式的寬帶接入服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括一塊主控板201，一塊交換板202，一塊用戶側(cè)千兆以太網(wǎng)接口卡203(包含一個用戶側(cè)千兆口)和一塊網(wǎng)絡(luò)側(cè)千兆以太網(wǎng)接口卡204(包含一個網(wǎng)絡(luò)側(cè)千兆口)組成。主控板201控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行，進(jìn)行協(xié)議的深層處理。當(dāng)用戶的合法性得到確認(rèn)以后，分配相應(yīng)的帶寬資源，生成與之對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表，并把它們下載到用戶側(cè)203和網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口卡204。以后用戶的數(shù)據(jù)報(bào)文就不用主控板201來處理，而是由網(wǎng)絡(luò)接口卡203、204直接進(jìn)行線速轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)接口卡203、204的主要功能是把接收到的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行合適的封裝后，再把它們切割成ATM信元送到交換網(wǎng)上；或者把從交換網(wǎng)上來的ATM信元匯聚成數(shù)據(jù)報(bào)文，發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)接口。交換網(wǎng)202的主要功能是信元交換到對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口上，同時還要對信元進(jìn)行流量控制。比如在，在一條支持峰值速率為512Kbps的連接上，丟棄超過峰值部分的信元。
利用本發(fā)明方法進(jìn)行預(yù)建連接，具體的處理步驟如下第一，在系統(tǒng)初始化時，通過配置文件213，獲得了用戶側(cè)端口需要支持的速率，例如，以兩種速率為例512Kbps和2Mbps；上行速率和下行速率相同；并且每種速率最大支持1000個用戶。如圖2的步驟214(獲得配置數(shù)據(jù))。第二，根據(jù)上述配置信息，系統(tǒng)需要預(yù)先一共建立4000條交換連接。其中上行連接2000條，下行連接2000條。在上行的2000條連接中，有1000條連接的速率被限制為512Kbps，而另外1000條連接的速率被限制為2Mbps。同樣，下行的2000條連接也是512Kbps和2Mbps各1000條。并且上行和下行是一一對應(yīng)的。這樣可以簡單的從1到2000對上下行連接進(jìn)行索引編號。其中1-1000為512Kbps的，1001—2000為2Mbps的。如圖2中的箭頭205、206表示的主控板通知交換板建立連接。
第三，當(dāng)用戶接入到系統(tǒng)時，需要給其分配帶寬資源。此時只需選取一對與用戶傳輸速率一致的連接，一條上行連接和一條下行連接即可。假設(shè)該用戶被限制的峰值速率為2Mbps，則從連接索引中的1001-2000范圍內(nèi)選擇一條，分配辦法可以是簡單的“堆?！狈?，即第一個用戶取棧頂?shù)囊粚B接，接著把棧頂指針下移，這樣后續(xù)的用戶每次都取棧頂?shù)倪B接。當(dāng)用戶退出系統(tǒng)時，其連接被放回棧頂，同時把棧頂指針上移。假設(shè)此次用戶取得的連接索引為2000。如圖2的箭頭207、208指出的分配帶寬資源。
第四，為上述用戶生成相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，轉(zhuǎn)發(fā)表肯定包含該用戶使用的交換連接的索引(即上面分配到的索引2000)。同時還要把轉(zhuǎn)發(fā)表分別下載到用戶側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口卡上。如圖2中箭頭209，210指出的下載轉(zhuǎn)發(fā)表。
第五，當(dāng)用戶的數(shù)據(jù)報(bào)文到來后，根據(jù)與用戶相關(guān)的特定標(biāo)志來找到對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)表，在作了必要的轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)表里記錄的交換連接上(如，上面提到的索引為2000的交換連接)。此后就由交換連接來限制用戶數(shù)據(jù)報(bào)文的速率(2Mbps)，從而達(dá)到流量控制的目的。不管是上行還是下行數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)都是與上述過程類似，如圖2的箭頭211指出的用戶數(shù)據(jù)傳輸。
第六，當(dāng)用戶退出系統(tǒng)，將要釋放給其分配的各種資源，當(dāng)然也包括交換連接資源。根據(jù)上面的例子，需要把交換連接索引為2000的連接重新放到流量限制為2Mbps的隊(duì)列里，以備后續(xù)用戶使用。如圖2的箭頭212、213指出的刪除用戶轉(zhuǎn)發(fā)表。
在圖3示出的基于本發(fā)明的采用靜態(tài)建鏈方式的流程圖中，從框301開始，在框302中，獲取用戶配置信息(用戶速率及其數(shù)量)。在框303中，根據(jù)配置信息預(yù)建連接；在框304中，判斷是否能找到與用戶速率一致的連接，如能則在框305中，生成用戶轉(zhuǎn)發(fā)表，并進(jìn)到框307；如不能找到，則在框306中，形成建鏈?zhǔn)〉闹甘静⑥D(zhuǎn)到結(jié)束框309。在框307中，把用戶轉(zhuǎn)發(fā)表下載到網(wǎng)絡(luò)接口卡，在框308中，建鏈成功；在框309中結(jié)束。
在使用交換結(jié)構(gòu)為核心的實(shí)驗(yàn)性寬帶接入服務(wù)器中，采用了本發(fā)明的方法后，明顯提高了用戶的接入速率。如果使用用戶接入時才建立交換連接的辦法時，每秒鐘接入的用戶數(shù)最多在30個左右，而采用本發(fā)明的靜態(tài)建鏈的方法后，每秒接入的用戶數(shù)可以高達(dá)70個。從而提高了寬帶接入服務(wù)器的綜合性能。
權(quán)利要求
1.一種提高寬帶接入服務(wù)器用戶接入速率的方法，其特征在于，包括以下步驟按所需數(shù)據(jù)傳輸速率確定用戶種類；確定每種類型的用戶的數(shù)量；根據(jù)用戶類型及其數(shù)量預(yù)先建立所需的交換連接，每個用戶兩條連接，一條從UNI端口到NNI端口的上行連接，一條是從NNI端口到UNI端口的下行連接，為每條連接設(shè)置與該用戶所要求對應(yīng)的傳輸速率；給每個用戶從預(yù)建的連接中分配一對數(shù)據(jù)傳輸速率一致的交換連接，如果沒有合適的連接，則用戶接入失敗；生成每個用戶所需的轉(zhuǎn)發(fā)表；把用戶的轉(zhuǎn)發(fā)表分別下載到用戶側(cè)接口卡和網(wǎng)絡(luò)層接口卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高寬帶接入服務(wù)器用戶接入速率的方法，其特征在于，在所述生成每個用戶所需的轉(zhuǎn)發(fā)表過程中，為每個用戶生成兩個轉(zhuǎn)發(fā)表，分別位于用戶側(cè)接口卡和網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口卡，并將已經(jīng)分配的交換連接包含在所生成的轉(zhuǎn)發(fā)表中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高寬帶接入服務(wù)器用戶接入速率的方法，其特征在于，所述按所需數(shù)據(jù)傳輸速率確定用戶種類可以這樣實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)初始化時，通過配置文件，獲得了用戶側(cè)端口需要支持的速率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高寬帶接入服務(wù)器用戶接入速率的方法，其特征在于，當(dāng)用戶接入到系統(tǒng)時，選取一對與用戶傳輸速率一致的一條上行連接和一條下行連接。
全文摘要
一種提高寬帶接入服務(wù)器用戶接入速率的方法，包括以下步驟按所需數(shù)據(jù)傳輸速率確定用戶種類；確定每種類型的用戶的數(shù)量；根據(jù)用戶類型及其數(shù)量預(yù)先建立所需的交換連接，并為每條連接設(shè)置與該用戶所要求對應(yīng)的傳輸速率；給每個用戶從預(yù)建的連接中分配一對數(shù)據(jù)傳輸速率一致的交換連接，如果沒有合適連接，則用戶接入失敗；生成每個用戶所需的轉(zhuǎn)發(fā)表；把用戶的轉(zhuǎn)發(fā)表分別下載到用戶側(cè)接口卡和網(wǎng)絡(luò)層接口卡。這種方法采用預(yù)建連接，即把建立連接過程中比較耗時的給用戶分配所需帶寬資源，在系統(tǒng)初始化就預(yù)先分配好，從而顯著提高用戶接入速率，當(dāng)用戶真正接入到系統(tǒng)時，能夠快速得到相應(yīng)的資源，降低用戶的平均接入時延，提高系統(tǒng)整體接入速率。
文檔編號H04L12/16GK1428968SQ0114557
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月25日
發(fā)明者孫硯峰 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所