專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種流控實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，三級(jí)交換系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備中。如圖1所示，組成三級(jí)交換系統(tǒng)的芯片主要包括(1)共享緩存交換芯片(SM，Switching Memory chip)，主要實(shí)現(xiàn)信元緩存、隊(duì)列管理和調(diào)度等功能。
(2)縱橫交叉交換芯片(SC，Switching Crossbar Chip)，主要完成對(duì)SM的請(qǐng)求進(jìn)行仲裁、實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞空分交換以及對(duì)收集到的反壓信息處理后轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的SM。
其中，如圖1所示，所述的SM進(jìn)一步又可以分成以下兩部分(1)SMi，即SM的上行部分，有輸入端口和輸出端口，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)需要交換的信元進(jìn)行緩存、進(jìn)行隊(duì)列管理、發(fā)送請(qǐng)求給SC、根據(jù)SC送來(lái)的仲裁信號(hào)完成調(diào)度的功能。
(2)SMe，即SM的下行部分，也是既有輸入端口也有輸出端口，主要實(shí)現(xiàn)把SC交換過(guò)來(lái)的信元進(jìn)行緩存、實(shí)現(xiàn)隊(duì)列管理、向SMi反映SMe的反壓狀況、完成信元的調(diào)度等功能。
在三級(jí)交換系統(tǒng)中，任何一個(gè)SMe可以接收來(lái)自任何一個(gè)SMi的信元；任何一個(gè)SMi發(fā)出的信元都可以通過(guò)SC交換到任何一個(gè)SMe。
這樣，三級(jí)交換系統(tǒng)中，當(dāng)各個(gè)SMi在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)向某一個(gè)SMe發(fā)送信元時(shí)，就需要對(duì)來(lái)自于各個(gè)SMi的信元進(jìn)行合理的管理，從而實(shí)現(xiàn)信元的合理調(diào)度。
另外，三級(jí)交換系統(tǒng)中，還需要提供相應(yīng)的流控措施，以保證整個(gè)信元傳輸過(guò)程可以正常進(jìn)行。
目前，在三級(jí)交換系統(tǒng)中，如圖2所示，采用了相應(yīng)的反壓控制措施對(duì)相應(yīng)的信元傳輸過(guò)程進(jìn)行控制，具體方案為當(dāng)SMe檢測(cè)到空閑緩存小于設(shè)定的閾值時(shí)，該SMe可以將相關(guān)信息(即反壓信息)通知SMi，SMi將反壓信息放在信元頭發(fā)送給SC；SC通過(guò)信元頭獲取反壓信息后，將反壓信息發(fā)往各個(gè)SMe；各個(gè)SMe收到反壓信息后，將反壓信息通知各自的SMi，各個(gè)SMi收到反壓信息后，相應(yīng)的有發(fā)送請(qǐng)求的SMi將停止發(fā)送請(qǐng)求。
當(dāng)SMe BP(指發(fā)生反壓的SMe，BP，即back pressure，反壓)發(fā)現(xiàn)空閑緩存大于相應(yīng)的閾值，則采用和發(fā)送反壓信息相同的手法，將反壓取消的信息通過(guò)SC告訴各個(gè)SM，具體如圖3所示，各個(gè)SM檢測(cè)到反壓信息已經(jīng)被取消后，需要發(fā)送信息的SMi重新向SC發(fā)送請(qǐng)求，并可以通過(guò)SC繼續(xù)將信元發(fā)給SMe。
目前，在三級(jí)交換系統(tǒng)中，基于上述反壓控制機(jī)制，分別提供了兩種可供選擇的流控和調(diào)度實(shí)現(xiàn)方案，下面將分別進(jìn)行說(shuō)明。
(一)實(shí)現(xiàn)方案一該方案為基于源芯片排隊(duì)的流控和調(diào)度實(shí)現(xiàn)方案，該方案中具體是采用一種特定的隊(duì)列管理機(jī)制，利用該機(jī)制同時(shí)實(shí)現(xiàn)流控和信元的調(diào)度。
基于源芯片排隊(duì)的隊(duì)列管理機(jī)制的原理為假設(shè)在交換系統(tǒng)中有N個(gè)SM，每個(gè)SMe有M個(gè)輸出端口，信元的優(yōu)先級(jí)有W種。對(duì)于每一個(gè)SMe，其對(duì)收到的信元按照具有相同源SM號(hào)、相同輸出端口、相同優(yōu)先級(jí)的信元構(gòu)成一個(gè)隊(duì)列的原則進(jìn)行分類(lèi)，則將需要維護(hù)N×M×W個(gè)隊(duì)列的信息，隊(duì)列的信息包括隊(duì)列的長(zhǎng)度以及隊(duì)列中每一個(gè)信元在緩存中的位置等信息。
基于上述維護(hù)的N×M×W個(gè)隊(duì)列的信息，在基于源芯片排隊(duì)的隊(duì)列管理機(jī)制中，相應(yīng)的輸出端口調(diào)度方案為首先，選擇輸出端口，之后，選擇源芯片號(hào)及優(yōu)先級(jí)，最后，根據(jù)選擇的結(jié)果在對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中選擇一個(gè)信元，并輸出。當(dāng)一個(gè)信元可以從SMe的某個(gè)輸出端口出去時(shí)，則相應(yīng)的隊(duì)列的信元數(shù)目減一，并更新隊(duì)列信息。
在基于源芯片排隊(duì)的隊(duì)列管理機(jī)制下，相應(yīng)的隊(duì)列反壓的流控實(shí)現(xiàn)方案為某個(gè)SMe(比如編號(hào)A)，檢測(cè)到來(lái)自一個(gè)SMi(比如編號(hào)B)的信元或者數(shù)據(jù)包的隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)預(yù)定的閥值后，就單獨(dú)通知SMi(B)，讓其停止或者降低速率向SMe(A)發(fā)送數(shù)據(jù)的流量。也就是說(shuō)，SMe(A)對(duì)所有SMi的流控是可以做到各自獨(dú)立的。相應(yīng)的全局反壓的流控實(shí)現(xiàn)方案為當(dāng)檢測(cè)到某一SMe空閑緩存低于一定閥值時(shí)，則生成相應(yīng)的全局反壓信號(hào)，并通過(guò)本芯片的SMi傳遞給SC，由SC通知所有的SMi停止向該SMe發(fā)送信元。
在該實(shí)現(xiàn)方案，由于參加調(diào)度的隊(duì)列數(shù)目眾多，因此需要的資源隨著交換網(wǎng)的擴(kuò)展快速地增加。相應(yīng)的調(diào)度的實(shí)現(xiàn)也越復(fù)雜，使得在有限的時(shí)間內(nèi)完成眾多的隊(duì)列管理工作較為困難(二)實(shí)現(xiàn)方案二該方案是基于輸出端口排隊(duì)實(shí)現(xiàn)流控和調(diào)度，即采用一種特定的隊(duì)列管理機(jī)制，利用該機(jī)制可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)基于輸出端口的流控和信元的調(diào)度。
基于輸出端口排隊(duì)的隊(duì)列管理機(jī)制的原理為假設(shè)在交換系統(tǒng)中，每個(gè)SMe有M個(gè)輸出端口，信元的優(yōu)先級(jí)有W種。對(duì)于每一個(gè)SMe，其對(duì)收到的信元按照所有相同輸出端口、相同優(yōu)先級(jí)的信元構(gòu)成一個(gè)隊(duì)列的規(guī)則進(jìn)行分類(lèi)，共有M×W個(gè)隊(duì)列，該隊(duì)列管理機(jī)制需要維護(hù)M×W個(gè)隊(duì)列的信息，隊(duì)列的信息包括隊(duì)列的長(zhǎng)度以及隊(duì)列中每一個(gè)信元在緩存中的位置等信息。
在基于上述的輸出端口排隊(duì)的隊(duì)列管理機(jī)制下，對(duì)信元的調(diào)度方案包括首先確定輸出端口，接著選擇優(yōu)先級(jí)，然后根據(jù)選擇的結(jié)果在對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中選擇一個(gè)信元并輸出，當(dāng)一個(gè)信元從SMe的某個(gè)輸出端口出去的時(shí)候，相應(yīng)的該隊(duì)列的信元數(shù)目減一，同時(shí)需要對(duì)信元占用的緩存進(jìn)行回收，并更新隊(duì)列信息。
在基于上述的輸出端口排隊(duì)的隊(duì)列管理機(jī)制下，對(duì)信元反壓的流控實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括當(dāng)某個(gè)SMe檢測(cè)到需要從該端口出去的信元數(shù)目超出閥值的時(shí)候，該SMe就會(huì)生成相應(yīng)的反壓信號(hào)，并通過(guò)本芯片的SMi傳遞給SC，再由SC通知所有SMi都停止向該端口發(fā)送數(shù)據(jù)流。相應(yīng)的全局反壓的流控實(shí)現(xiàn)方案包括當(dāng)檢測(cè)到空閑緩存低于一定閥值的時(shí)候，生成相應(yīng)的反壓信號(hào)，該反壓信號(hào)就會(huì)通過(guò)本芯片的SMi傳遞給SC，再由SC告訴所有的SMi停止往該SMe發(fā)送信元。
在該方案中，反壓控制只限于端口，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)單獨(dú)針對(duì)某一隊(duì)列信元的反壓控制，因此，控制的粒度不夠細(xì)，同時(shí)，還存在流控的不公平性問(wèn)題。比如，當(dāng)有多個(gè)SMi向同一個(gè)SMe發(fā)送流量，其中一個(gè)SMi的送來(lái)的流量特別大，其他SMi的送來(lái)的流量比較小，此時(shí)，若端口出現(xiàn)堵塞，則將讓所有SMi停止向該端口發(fā)送流量，這對(duì)于流量小的SMi而言顯然是不公平的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)方法及裝置，從而可以使參加調(diào)度的隊(duì)列減少，管理簡(jiǎn)單，并具有易于實(shí)現(xiàn)及流控機(jī)制可以靈活設(shè)置以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)方法，該方法應(yīng)用的系統(tǒng)中包括信息發(fā)送端和信息接收端，且在信息接收端中包括輸入處理單元、信元調(diào)度單元和隊(duì)列管理單元，其中，所述的隊(duì)列管理單元采用基于輸出端口的隊(duì)列管理方式，且該方法包括統(tǒng)計(jì)獲取信息接收端中所述輸入處理單元和信元調(diào)度單元中的信元處理信息；
根據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取的信元處理信息確定需要進(jìn)行反壓控制的信息發(fā)送端，并對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓控制。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)裝置，該裝置應(yīng)用的系統(tǒng)中包括信息發(fā)送端和信息接收端，且在信息接收端中依次包括連接輸入處理單元、隊(duì)列管理單元和信元調(diào)度單元，其中，所述的隊(duì)列管理單元采用基于輸出端口的隊(duì)列管理方式，該裝置包括信元統(tǒng)計(jì)單元，用于分別統(tǒng)計(jì)獲取信息接收端中所述輸入處理單元和信元調(diào)度單元中的信元處理信息；反壓控制單元，用于根據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取的信元處理信息確定需要進(jìn)行反壓控制的信息發(fā)送端，并對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓控制。
由上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的實(shí)施例可以使得對(duì)反壓的控制基于對(duì)信元的各種統(tǒng)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而隊(duì)列的管理直接作用于信元的調(diào)度。本發(fā)明由于對(duì)反壓控制和隊(duì)列的管理分開(kāi)，因此，可以使反壓控制粒度根據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，選擇不同的組合方式來(lái)進(jìn)行使用，從而在需要時(shí)可以使控制粒度做到很細(xì)。而且本發(fā)明還具有管理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，占用資源較少，并具有靈活的流控機(jī)制以滿(mǎn)足實(shí)際的應(yīng)用的特點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的由SM和SC組成的三級(jí)交換系統(tǒng)的示意圖；圖2為現(xiàn)有技提供的實(shí)現(xiàn)反壓控制的流程圖；圖3為現(xiàn)有技提供的實(shí)現(xiàn)反壓取消控制的流程圖；圖4為本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)信元流控機(jī)制的裝置結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)信元調(diào)度的流程圖；圖6為本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)信元流控的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是從不同角度對(duì)信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)以實(shí)現(xiàn)針對(duì)隊(duì)列的流控。本發(fā)明中，相應(yīng)的流控功能的實(shí)現(xiàn)不再是直接依賴(lài)于隊(duì)列管理中的信元統(tǒng)計(jì)結(jié)果，而是通過(guò)從信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等多角度出發(fā)，對(duì)信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)流控。
本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)對(duì)信元隊(duì)列流控所應(yīng)用的系統(tǒng)包括信息發(fā)送端和信息接收端，且在信息接收端中包括用于接收輸入的信元的連接輸入處理單元及用于對(duì)隊(duì)列管理單元管理的信元隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度發(fā)送處理的信元調(diào)度單元；其中，所述的隊(duì)列管理單元采用基于輸出端口的隊(duì)列管理方式。
基于上述系統(tǒng)，本發(fā)明提供的對(duì)信元傳輸?shù)牧骺貦C(jī)制則是根據(jù)對(duì)信元的各種統(tǒng)計(jì)信息，產(chǎn)生各種反壓信息和反壓取消信息，以達(dá)到對(duì)信元流控的目的，相應(yīng)的具體處理過(guò)程包括1、統(tǒng)計(jì)處理信息接收端中所述輸入處理單元和信元調(diào)度單元中的信元處理信息，具體包括對(duì)信元調(diào)度單元送進(jìn)來(lái)的出隊(duì)信息，根據(jù)信元的優(yōu)先級(jí)和輸出端口，確定信元的源芯片號(hào)，另一方面，結(jié)合輸入處理單元送進(jìn)來(lái)的入隊(duì)信息，從信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等角度考慮，統(tǒng)計(jì)出相關(guān)信元的數(shù)目，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果送給反壓控制單元；2、根據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取的針對(duì)各個(gè)單元的信元處理信息確定需要進(jìn)行反壓控制的信息發(fā)送端，并對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓控制；在該過(guò)程中，所述的對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端反壓控制包括發(fā)起反壓控制和反壓取消控制兩個(gè)過(guò)程，其中(1)所述的發(fā)起反壓控制的具體處理過(guò)程包括根據(jù)信息接收端的承載能力預(yù)先設(shè)定一組信元數(shù)量閾值，即設(shè)置相應(yīng)的反壓控制信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的該閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓信息，并根據(jù)該相關(guān)信元處理信息的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通知該相關(guān)信元的信息發(fā)送端暫停發(fā)送；下面將舉例對(duì)反壓控制過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明例一設(shè)定針對(duì)某一優(yōu)先級(jí)的反壓控制信元數(shù)量閾值，若統(tǒng)計(jì)的各單元收到或處理的具有某一優(yōu)先級(jí)的信元的數(shù)量超過(guò)該閾值，則產(chǎn)生反壓控制信息，對(duì)發(fā)送相應(yīng)優(yōu)先級(jí)信元的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓控制；另一方面，設(shè)定全局反壓的閥值，當(dāng)緩存中所有信元的數(shù)目超過(guò)該閥值，則可以發(fā)送全局反壓信息，控制所有的SM停止往該SM發(fā)送信元；相應(yīng)的反壓控制的應(yīng)用實(shí)例可以為假設(shè)SMe(A)的總的緩存數(shù)目為10000，對(duì)SMe(A)進(jìn)行如下的設(shè)置優(yōu)先級(jí)為0的信元反壓閥值為5000，優(yōu)先級(jí)為1、2、3的信元的反壓控制信元反壓閥值為2000，全局反壓控制閥值設(shè)置為7500，假設(shè)在某一時(shí)刻，統(tǒng)計(jì)單元的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為優(yōu)先級(jí)為0的信元為4998個(gè)，優(yōu)先級(jí)為1、2、3的信元為800個(gè)。假設(shè)在接下來(lái)的時(shí)間內(nèi)，輸入處理單元通知信元統(tǒng)計(jì)單元在這一段時(shí)間內(nèi)，優(yōu)先級(jí)為0的信元新增加了20個(gè)，優(yōu)先級(jí)為1、2、3的信元新增加3個(gè)。另一方面，信元調(diào)度單元告訴信元統(tǒng)計(jì)單元在這一段時(shí)間內(nèi)，優(yōu)先級(jí)為0的信元被送出了2個(gè)，優(yōu)先級(jí)為1、2、3的信元被送出了2個(gè)。信元統(tǒng)計(jì)單元根據(jù)輸入處理單元和信元調(diào)度單元送來(lái)的信息，得出以下的統(tǒng)計(jì)信息目前優(yōu)先級(jí)為0的信元為5016個(gè)，優(yōu)先級(jí)為1、2、3的信元為801個(gè)，緩存中信元的總數(shù)為7419個(gè)。信元統(tǒng)計(jì)單元把統(tǒng)計(jì)信息發(fā)送給反壓控制單元，由于優(yōu)先級(jí)為0的信元數(shù)目為5016個(gè)，超過(guò)了設(shè)定的閥值5000，因此反壓控制模塊就會(huì)把優(yōu)先級(jí)為0的反壓信息通過(guò)上行的信元頭攜帶給SC，SC收到該反壓信息，就會(huì)告訴所有的SM停止往該SM發(fā)送優(yōu)先級(jí)為0的信元，但是可以發(fā)送其他優(yōu)先級(jí)的信元。這樣經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，由于其他SM停止向該SM發(fā)送優(yōu)先級(jí)為0的信元，而該SMe(A)又不斷的把優(yōu)先級(jí)為0的信元調(diào)度出去，因此在緩存中的信元數(shù)目必然會(huì)不斷減少，從而確保了緩存中優(yōu)先級(jí)為0的信元不會(huì)嚴(yán)重偏離5000這一閥值。另一方面，假設(shè)又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)單元的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為優(yōu)先級(jí)為0的信元為3000個(gè)，優(yōu)先級(jí)為1、2、3的信元為1502個(gè)。這樣整個(gè)緩存中的信元數(shù)目為7506個(gè)，超過(guò)了全局反壓閥值7500。反壓控制單元就會(huì)把該信息通過(guò)SC告訴所有的SM，所有SM就會(huì)停止往該SM(A)發(fā)送信元，這樣就可以避免SMe(A)中緩存被耗盡而不得不丟棄信元的現(xiàn)象。
上面所說(shuō)的僅僅是實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)例子。事實(shí)上，采用什么樣的流控手段完全是根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定，比如說(shuō)如果實(shí)際應(yīng)用中需要對(duì)各個(gè)SM進(jìn)行不同的流控，可以對(duì)針對(duì)不同的SM設(shè)定不同的閥值。整個(gè)反壓的產(chǎn)生和取消的過(guò)程同上述的例子都是一樣的。
(2)所述的反壓取消控制的具體處理過(guò)程包括根據(jù)信息接收端的承載能力以及實(shí)際應(yīng)用的需要預(yù)先設(shè)定一組信元數(shù)量閾值，即設(shè)置相應(yīng)的取消反壓控制信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量小于或等于預(yù)先設(shè)定的該閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓取消信息，并根據(jù)該相關(guān)信元處理信息的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通知該相關(guān)信元的信息發(fā)送端恢復(fù)發(fā)送；該取消反壓控制信元數(shù)量閾值可以與之前的反壓控制信元數(shù)量閾值相同，也可以各自獨(dú)立設(shè)置；其中，所述的取消反壓控制信元數(shù)量閾值是根據(jù)信息接收端的承載能力，從信元的優(yōu)先級(jí)信息、信元的輸出端口和/或信元的源端信息等角度考慮，并結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，具體可以包括針對(duì)整個(gè)緩存全局反壓的信元數(shù)量閾值，針對(duì)某個(gè)輸出端口反壓的信元數(shù)量閾值和/或針對(duì)某一個(gè)信元隊(duì)列反壓的信元數(shù)量閾值等；當(dāng)然，還可以包含其他閾值，例如，可以設(shè)置來(lái)自某個(gè)芯片或者某個(gè)優(yōu)先級(jí)的信元數(shù)量閥值等。
比如，統(tǒng)計(jì)輸入處理單元緩存的所有信元的數(shù)目，可以用來(lái)發(fā)送當(dāng)緩存不足的反壓信號(hào)，這種反壓稱(chēng)為全局反壓；統(tǒng)計(jì)輸出端口的信元數(shù)目或者統(tǒng)計(jì)某個(gè)輸出端口中具有同一優(yōu)先級(jí)的信元的數(shù)目，可以對(duì)需要從該輸出端口出去的隊(duì)列進(jìn)行反壓控制；對(duì)具有同源芯片號(hào)、同輸出端口、同優(yōu)先級(jí)的信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以具體控制某個(gè)隊(duì)列的反壓；總的來(lái)說(shuō)，反壓的控制力度都可以針對(duì)信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)這幾方面根據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)配置，通過(guò)不同的組合方式來(lái)進(jìn)行使用。
本發(fā)明還提供了一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)裝置，該裝置應(yīng)用的系統(tǒng)中包括信息發(fā)送端和信息接收端，且在信息接收端中依次包括連接輸入處理單元、隊(duì)列管理單元和信元調(diào)度單元，其中，所述的隊(duì)列管理單元采用基于輸出端口排隊(duì)的隊(duì)列管理方式直接應(yīng)用于信元的調(diào)度；為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在該裝置中還設(shè)置了以下兩個(gè)處理單元，具體為信元統(tǒng)計(jì)單元，一方面用于對(duì)信元調(diào)度單元送進(jìn)來(lái)的出隊(duì)信息，根據(jù)信元的優(yōu)先級(jí)和輸出端口，確定信元的源芯片號(hào)，另一方面，用于結(jié)合輸入處理單元送進(jìn)來(lái)的入隊(duì)信息，從信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等角度出發(fā)，統(tǒng)計(jì)出相關(guān)信元的數(shù)目，相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果將被發(fā)送給反壓控制單元；反壓控制單元，用于根據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取的信元處理信息確定需要進(jìn)行反壓控制的信息發(fā)送端，并對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓控制。
為了便于理解本發(fā)明，下面將結(jié)合如圖4所示的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖對(duì)各個(gè)單元的作用作具體的說(shuō)明。
(一)輸入處理單元所述的輸入處理單元負(fù)責(zé)接收下行信元，同時(shí)把信元的入隊(duì)信息作為信元處理信息發(fā)給隊(duì)列管理單元和信元統(tǒng)計(jì)單元；其中，所述的入隊(duì)信息主要包括信元的源端信息(即發(fā)送信元的源芯片)、信元的輸出端口信息、信元的優(yōu)先級(jí)信息等。
(二)隊(duì)列管理單元所述的隊(duì)列管理單元主要有兩方面的功能，即入隊(duì)管理和出隊(duì)管理。
所述的入隊(duì)管理是指隊(duì)列管理單元會(huì)根據(jù)輸入處理單元送來(lái)的入隊(duì)信息，采用基于輸出端口排隊(duì)的方式，令所有具有相同輸出端口、相同優(yōu)先級(jí)的信元構(gòu)成一個(gè)隊(duì)列，例如，輸出端口數(shù)為M，有W種優(yōu)先級(jí)，則同時(shí)需要管理M×W個(gè)隊(duì)列的信息；所述的出隊(duì)管理是指隊(duì)列管理單元會(huì)根據(jù)信元調(diào)度單元送來(lái)的出隊(duì)信息，將調(diào)度出去的信元信息從相關(guān)的隊(duì)列中刪除。
(三)信元統(tǒng)計(jì)單元所述的信元統(tǒng)計(jì)單元根據(jù)當(dāng)前的入隊(duì)信息和出隊(duì)信息(其中，在處理出隊(duì)信息時(shí)，還會(huì)根據(jù)出隊(duì)信元的輸出端口和優(yōu)先級(jí)找出信元的源芯片號(hào))，從信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等角度出發(fā)，統(tǒng)計(jì)出相關(guān)信元的數(shù)目，并且把統(tǒng)計(jì)結(jié)果送給反壓控制單元，作為反壓產(chǎn)生或取消的依據(jù)；比如說(shuō)，統(tǒng)計(jì)緩存中所有信元的數(shù)目，可以用來(lái)發(fā)送當(dāng)緩存不足的反壓信號(hào)；統(tǒng)計(jì)輸出端口的信元數(shù)目或者統(tǒng)計(jì)某個(gè)輸出端口中具有同一優(yōu)先級(jí)的信元的數(shù)目，可以對(duì)需要從該輸出端口出去的隊(duì)列進(jìn)行反壓控制，對(duì)具有同源芯片號(hào)、同輸出端口、同優(yōu)先級(jí)的信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以具體控制某個(gè)隊(duì)列的反壓；所述的信元統(tǒng)計(jì)單元具體為針對(duì)信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等任意一種或多種信息的統(tǒng)計(jì)，以作為反壓或反壓取消控制的依據(jù)。
(四)信元調(diào)度單元所述的信元調(diào)度單元會(huì)根據(jù)隊(duì)列管理單元送來(lái)的各個(gè)端口的信元數(shù)目來(lái)決定當(dāng)前是否有信元可調(diào)，如果當(dāng)前端口有信元可調(diào)，則進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的選擇，從而完成從M×W個(gè)隊(duì)列中選出一個(gè)隊(duì)列的操作，然后把排在該隊(duì)列最前面的信元調(diào)度出去，這樣就確保了最早到達(dá)的信元可以最早得到服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了信元的公平調(diào)度；同時(shí)還會(huì)把出隊(duì)信息通知隊(duì)列管理單元和信元統(tǒng)計(jì)單元。
(五)反壓控制單元所述的反壓控制單元主要是根據(jù)信元統(tǒng)計(jì)單元送過(guò)來(lái)的各種統(tǒng)計(jì)信息，發(fā)送各種反壓信息以及各種反壓取消的信息；
所述的反壓控制單元進(jìn)行反壓的處理過(guò)程包括根據(jù)預(yù)先設(shè)定的信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓信息；同理，所述的反壓控制單元進(jìn)行反壓取消的處理過(guò)程包括根據(jù)預(yù)先設(shè)定的信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量小于或等于預(yù)先設(shè)定的閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓取消信息。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明在某一信元隊(duì)列進(jìn)來(lái)后，各個(gè)單元是如何相互合作來(lái)實(shí)現(xiàn)信元的調(diào)度和流控為實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
(一)圖5所示的是本發(fā)明信元由輸入到調(diào)度出去的過(guò)程，其具體步驟包括步驟51信元從輸入端口進(jìn)來(lái)，輸入處理單元把信元緩存起來(lái)，然后把相關(guān)的入隊(duì)信息告訴隊(duì)列管理單元和信元統(tǒng)計(jì)單元。所述的入隊(duì)信息主要包括信元來(lái)自哪個(gè)芯片、要從哪個(gè)端口輸出、信元的優(yōu)先級(jí)等信息。
步驟52隊(duì)列管理單元和信元統(tǒng)計(jì)單元對(duì)入隊(duì)信息進(jìn)行處理；所述的隊(duì)列管理模塊對(duì)入隊(duì)信息的入隊(duì)管理具體包括根據(jù)輸入處理單元送來(lái)的入隊(duì)信息，采用基于輸出端口排隊(duì)的方式，讓所有相同輸出端口，相同優(yōu)先級(jí)的信元構(gòu)成一個(gè)隊(duì)列。所述的信元統(tǒng)計(jì)單元對(duì)入隊(duì)信息的處理具體包括對(duì)輸入處理單元送來(lái)的入隊(duì)信息，根據(jù)信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等這幾方面，通過(guò)不同的組合方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)信元的數(shù)目，并把統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)送給反壓控制單元，作為反壓產(chǎn)生的依據(jù)。
步驟53信元調(diào)度單元檢查到輸出隊(duì)列中信元個(gè)數(shù)不為0，把信元調(diào)度出去，同時(shí)返回出隊(duì)信元的信息給隊(duì)列管理單元和信元統(tǒng)計(jì)單元。
步驟54、步驟55隊(duì)列管理單元和信元統(tǒng)計(jì)單元對(duì)出隊(duì)信息進(jìn)行處理。所述的出隊(duì)信息主要包括出隊(duì)信元輸出端口、信元的優(yōu)先級(jí)等信息。所述的隊(duì)列管理單元對(duì)出隊(duì)信息的管理包括把已經(jīng)調(diào)度出去的信元信息從隊(duì)列中刪除。所述的信元統(tǒng)計(jì)單元根據(jù)信元的出隊(duì)信息，基于信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口確定信元的源芯片號(hào)，并根據(jù)信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等進(jìn)行相關(guān)信元的數(shù)目的統(tǒng)計(jì)，之后，再將統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)給反壓控制單元，以作為反壓取消的依據(jù)。
通過(guò)上述過(guò)程，共享緩存交換芯片的下行部分SMe可以在接收到信元后，基于信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口等信息，對(duì)輸出端口的信元隊(duì)列進(jìn)行排隊(duì)來(lái)管理每一個(gè)端口的信元，從而實(shí)現(xiàn)信元的調(diào)度。
(二)圖6所示的是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)信元流控的具體過(guò)程，為了描述方便，這里以如何對(duì)來(lái)自芯片A優(yōu)先級(jí)為0的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)流控為例進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)其他類(lèi)型的流控過(guò)程與該過(guò)程類(lèi)似，其具體步驟如下反壓控制過(guò)程包括步驟61輸入信元被正確接收并緩存后，輸入處理單元將相關(guān)的隊(duì)列信息發(fā)送給信元統(tǒng)計(jì)單元；步驟66當(dāng)芯片A優(yōu)先級(jí)0的信元被信元調(diào)度單元調(diào)度出去以后，相關(guān)的出隊(duì)信息發(fā)給信元統(tǒng)計(jì)單元；步驟62信元統(tǒng)計(jì)單元根據(jù)入隊(duì)信息和出隊(duì)信息，對(duì)信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)把各種統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)送給反壓控制單元；步驟63反壓控制單元根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生反壓信號(hào)；具體為反壓控制單元處理各種統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并檢測(cè)來(lái)自芯片A優(yōu)先級(jí)為0的信元個(gè)數(shù)是否超出預(yù)先設(shè)置的閥值，如果超出閥值，則產(chǎn)生反壓信號(hào)，并繼續(xù)執(zhí)行步驟64；步驟64反壓信號(hào)通過(guò)下行信元發(fā)送給縱橫交叉交換芯片SC，并通過(guò)SC轉(zhuǎn)發(fā)該反壓信號(hào)；步驟65縱橫交叉交換芯片SC將反壓信號(hào)發(fā)送給芯片A后，芯片A接收該反壓信號(hào)則暫時(shí)停發(fā)0優(yōu)先級(jí)的信元。
反壓取消控制過(guò)程包括步驟61輸入信元被正確接收并緩存后，輸入處理單元把相關(guān)的隊(duì)列信息發(fā)送給信元統(tǒng)計(jì)單元；步驟66當(dāng)芯片A優(yōu)先級(jí)0的信元被信元調(diào)度單元調(diào)度出去以后，相關(guān)的出隊(duì)信息發(fā)給信元統(tǒng)計(jì)單元；步驟62信元統(tǒng)計(jì)單元根據(jù)入隊(duì)信息和出隊(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)把各種統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)送給反壓控制單元；步驟67反壓控制單元產(chǎn)生反壓取消信號(hào)；具體為反壓控制單元處理各種統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并檢測(cè)來(lái)自芯片A優(yōu)先級(jí)為0的信元個(gè)數(shù)是否低于閥值，如果是，則產(chǎn)生反壓取消信號(hào)；步驟68反壓取消信號(hào)通過(guò)下行信元發(fā)送給縱橫交叉交換芯片SC，并由SC轉(zhuǎn)發(fā)該反壓取消信號(hào)；步驟69SC將反壓取消信息發(fā)送給芯片A后，芯片A接收該反壓取消信號(hào)則可以重新發(fā)送0優(yōu)先級(jí)的信元。
通過(guò)上述過(guò)程，SMe可以在接收到信元后，基于對(duì)信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等不同角度進(jìn)行設(shè)置，統(tǒng)計(jì)信元的數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)從粗到細(xì)對(duì)反壓進(jìn)行控制，最粗可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)整個(gè)緩存的全局反壓，最細(xì)可以對(duì)來(lái)自某個(gè)芯片的某個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列進(jìn)行反壓。
綜上所述，本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信元的調(diào)度，而且使參加調(diào)度的信元隊(duì)列少，易于管理；同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多種反壓控制粒度。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)方法，該方法應(yīng)用的系統(tǒng)中包括信息發(fā)送端和信息接收端，且在信息接收端中包括輸入處理單元、信元調(diào)度單元和隊(duì)列管理單元，其中，所述的隊(duì)列管理單元采用基于輸出端口的隊(duì)列管理方式，其特征在于，該方法包括統(tǒng)計(jì)獲取信息接收端中所述輸入處理單元和信元調(diào)度單元中的信元處理信息；根據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取的信元處理信息確定需要進(jìn)行反壓控制的信息發(fā)送端，并對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的信元處理信息包括輸入處理單元的入隊(duì)信息和信元調(diào)度單元中的信元出隊(duì)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的對(duì)輸入處理單元以及信元調(diào)度單元的信元處理信息的統(tǒng)計(jì)處理包括對(duì)信元調(diào)度單元送進(jìn)來(lái)的出隊(duì)信息，根據(jù)信元的優(yōu)先級(jí)和輸出端口確定信元的源芯片號(hào)，并結(jié)合輸入處理單元送進(jìn)來(lái)的入隊(duì)信息，基于信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口和信元的源芯片號(hào)中的至少一項(xiàng)對(duì)相應(yīng)信元的處理數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端反壓控制的處理過(guò)程具體包括根據(jù)信息接收端的承載能力及應(yīng)用需求，預(yù)先設(shè)定一組反壓控制信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓信息，并根據(jù)該相關(guān)信元處理信息的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通知該相關(guān)信元的信息發(fā)送端暫停發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓取消控制，具體包括根據(jù)信息接收端的承載能力及應(yīng)用需求預(yù)先設(shè)定一組取消反壓控制信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量小于或等于預(yù)先設(shè)定的閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓取消信息，并根據(jù)該相關(guān)信元處理信息的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通知該相關(guān)信元的信息發(fā)送端恢復(fù)信元的發(fā)送操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的信元數(shù)量閾值是根據(jù)信息接收端的承載能力以及實(shí)際的應(yīng)用需要進(jìn)行設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，所述的反壓控制包括針對(duì)整個(gè)緩存信元的全局反壓控制、針對(duì)某個(gè)優(yōu)先級(jí)的信元的反壓控制、針對(duì)某個(gè)輸出端口信元的反壓控制和針對(duì)某一個(gè)隊(duì)列的信元的反壓控制中的至少一項(xiàng)。
8.一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)裝置，該裝置應(yīng)用的系統(tǒng)中包括信息發(fā)送端和信息接收端，且在信息接收端中依次包括連接輸入處理單元、隊(duì)列管理單元和信元調(diào)度單元，其中，所述的隊(duì)列管理單元采用基于輸出端口的隊(duì)列管理方式，其特征在于，該裝置包括信元統(tǒng)計(jì)單元，用于分別獲取并統(tǒng)計(jì)信息接收端中所述輸入處理單元和信元調(diào)度單元中的信元處理信息；反壓控制單元，用于根據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取的信元處理信息確定需要進(jìn)行反壓控制的信息發(fā)送端，并對(duì)相應(yīng)的信息發(fā)送端進(jìn)行反壓控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述的反壓控制單元進(jìn)行的反壓控制包括對(duì)信元發(fā)起反壓，且所述對(duì)信元發(fā)起反壓的處理過(guò)程包括根據(jù)預(yù)先設(shè)定的反壓控制信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的該閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述的反壓控制單元進(jìn)行的反壓控制包括對(duì)信元發(fā)起反壓取消，且所述發(fā)起反壓取消的處理過(guò)程包括根據(jù)預(yù)先設(shè)定的取消反壓控制信元數(shù)量閾值，當(dāng)統(tǒng)計(jì)輸出端口的相關(guān)信元數(shù)量小于或等于預(yù)先設(shè)定的該閾值，則針對(duì)該相關(guān)信元產(chǎn)生反壓取消信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求8、9或10所述的裝置，其特征在于，所述的反壓控制單元包括針對(duì)整個(gè)緩存信元的全局反壓控制、針對(duì)某個(gè)優(yōu)先級(jí)的信元的反壓控制、針對(duì)某個(gè)輸出端口信元的反壓控制和針對(duì)某一個(gè)隊(duì)列的信元的反壓控制中的至少一項(xiàng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于輸出隊(duì)列的流控實(shí)現(xiàn)方法及裝置。本發(fā)明主要包括采用基于輸出端口的信元排隊(duì)和對(duì)信元從不同角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的調(diào)度和流控。在這種體系下，流控和隊(duì)列的管理是分開(kāi)進(jìn)行；所述的隊(duì)列管理直接應(yīng)用于信元的調(diào)度，所述的流控不是直接依賴(lài)于隊(duì)列管理中的信元統(tǒng)計(jì)結(jié)果，而是通過(guò)從信元的優(yōu)先級(jí)、輸出端口、信元的源芯片號(hào)等角度出發(fā)，采用不同的組合對(duì)信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)流控。因此，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以使參加調(diào)度的隊(duì)列數(shù)目少而簡(jiǎn)單，易于管理，信元調(diào)度易于實(shí)現(xiàn)。而且本發(fā)明可以使反壓控制力度做的很細(xì)，并且十分靈活，可以根據(jù)實(shí)際選擇使用。
文檔編號(hào)H04L12/54GK101035067SQ20071000274
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者杜文華, 吳振耀, 唐德智, 羅焰斌 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司