專利名稱：流量控制方法、系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)的流量控制 方法、流量控制系統(tǒng)和流量控制裝置。
背景技術(shù)：
在通信過程中，為了防止用戶流量的擁塞，通常采用流控技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)流
量進行控制?，F(xiàn)有流控機制的基本原理是如果流量的接收端發(fā)生擁塞，該 接收端發(fā)送控制幀通知發(fā)送端減慢發(fā)送速度，以緩解擁塞。
但是，上述流控機制通常是針對一個發(fā)送端對應(yīng)一個接收端的一對一通 信情況而言的。而分布式交換系統(tǒng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)多個發(fā)送端向一個接收端 發(fā)送流量的情況，以及一個發(fā)送端向多個接收端發(fā)送流量的情況。圖l示出 了現(xiàn)有技術(shù)中分布式交換系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該分布式交換系統(tǒng)的特點 是多個發(fā)送端可能同時向一個接收端發(fā)送流量。如圖1所示的分布式交換系 統(tǒng)包括發(fā)送端0、發(fā)送端1和接收端2。假設(shè)，發(fā)送端0和發(fā)送端1發(fā)送流 量的總帶寬分別為IOG，接收端2接收流量的總帶寬為IOG，這里，發(fā)送端 0采用其總帶寬的50%即5G作為向接收端2發(fā)送流量的出口帶寬，發(fā)送端 1采用其總帶寬的100%即IOG作為向接收端2發(fā)送流量的出口帶寬。那么， 接收端2實際接收流量的帶寬是15G,為其總帶寬的150%，導(dǎo)致接收端2 發(fā)生擁塞。此時，接收端2向?qū)ζ浒l(fā)送流量的所有發(fā)送端，即發(fā)送端0和發(fā) 送端1,發(fā)送控制幀，用以減小發(fā)送端0和發(fā)送端1的出口帶寬，以緩解擁 塞。但是現(xiàn)有技術(shù)所采用的控制幀對多個發(fā)送端的控制粒度是相同的。發(fā)送 端在接收到控制幀后，會根據(jù)控制幀中的具體參數(shù)，以相同的幅度減小其出 口帶寬，帶寬資源分配方法不夠合理。例如，接收端2發(fā)送控制幀，控制發(fā)
送端0和各發(fā)送端1將其發(fā)送速率減少為原發(fā)送速率的66%，那么，根據(jù) 接收到的控制幀，發(fā)送端0向接收端2發(fā)送流量的出口帶寬減少為總帶寬的 (50% x 66% ) = 33 % ,發(fā)送端1向接收端2發(fā)送流量的出口帶寬減少為總 帶寬的(100% x66% ) =66%,從而使得接收端2的擁塞狀態(tài)得以緩解。 但是，如果當時發(fā)送端0實際出口流量很大，而發(fā)送端1實際出口流量很小， 那么發(fā)送端0被分配的出口帶寬不夠，而發(fā)送端l被分配的出口帶寬卻過量。 可見，現(xiàn)有的流控機制針對各個發(fā)送端采用相同的控制粒度，使得分布 式交換系統(tǒng)中帶寬分配不夠合理，從而導(dǎo)致帶寬資源不能被合理利用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了 一種應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)的流量控制方法， 能夠提高帶寬分配合理性。 該方法包括
接收端獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息；
接收端根據(jù)所獲取的狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬； 各發(fā)送端根據(jù)所述接收端為自身確定的分配帶寬，對自身與所述接收端
之間的流量進行控制。
其中，所述接收端獲取各發(fā)送端的狀態(tài)為如果接收端接收到發(fā)送端發(fā)
出的擁塞通知報文，則確定發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，否則，確定所述發(fā)送端處
于非擁塞狀態(tài)。
較佳地，所述接收端獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息之前，進一步 包括接收端判斷觸發(fā)定時器的計數(shù)值是否超過預(yù)定時間間隔T，如果是， 則執(zhí)行所述獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息的操作；否則，繼續(xù)所述判 斷。
較佳地，所述接收端獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息之后，進一步 包括判斷所述各發(fā)送端中是否有處于擁塞狀態(tài)的發(fā)送端，或者各發(fā)送端中 是否有發(fā)送端的出口流量與該發(fā)送端當前分配帶寬之差的絕對值大于預(yù)先
設(shè)置的A;在判定為是的情況下，執(zhí)行所述接收端根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài)信 息和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬的操作。
其中，所述接收端根據(jù)所獲取的狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分 配帶寬包括
當發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，為該發(fā)送端分配配置帶寬，作為基礎(chǔ)帶寬；所述 配置帶寬為初始分配帶寬后發(fā)送端得到的帶寬；
當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端的出口流量大于或等于配置帶寬， 則為該發(fā)送端分配配置帶寬，作為勤出帶寬；
當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端的出口流量小于配置帶寬但大于分 配帶寬，則為該發(fā)送端分配配置帶寬，作為基礎(chǔ)帶寬；
當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端的出口流量小于配置帶寬，并小于 或等于分配帶寬，但大于預(yù)先設(shè)置的帶寬精度，則為該發(fā)送端分配實際使用帶 寬，作為基礎(chǔ)帶寬；
如果發(fā)送端不滿足以上任一條件，則不為該發(fā)送端分配基礎(chǔ)帶寬。
該方法進一步包括a、為發(fā)送端分配基礎(chǔ)帶寬之后，將總出口帶寬與已經(jīng) 分配出去的總帶寬相減，得到當前剩余帶寬；
b、 判斷當前剩余帶寬是否大于零，如果是，則根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài)信息 和出口流量信息為發(fā)送端分配剩余帶寬，否則，不進行剩余帶寬分配；
c、 根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果和剩余帶寬分配結(jié)果確定各發(fā)送端的分配帶寬。
其中，所述根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息，確定參與剩余
帶寬分配的發(fā)送端包括
當發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，則確定該發(fā)送端參與剩余帶寬分配； 當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端出口流量大于其配置帶寬，則確定
該發(fā)送端參與剩余帶寬的分配；所述配置帶寬為初始分配帶寬后發(fā)送端得到的
帶寬；
當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端出口流量小于其配置帶寬但大于分
配帶寬，則確定該發(fā)送端參與剩余帶寬的分配；
如果不存在滿足上述條件的發(fā)送端，則確定所有發(fā)送端參與剩余帶寬的 分配。
本發(fā)明還提供了 一種應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)的流量控制系統(tǒng)，能夠提高 帶寬分配合理性。
該系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端和接收端是多對一的關(guān)系，其
中，
所述接收端，用于獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息，根據(jù)所獲取的 狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬，將所述分配帶寬發(fā)送給各發(fā) 送端；
所述發(fā)送端，用于根據(jù)所述接收端為自身確定的分配帶寬，對自身與所
述接收端之間的流量進行控制。
本發(fā)明提供了 一種應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)的流量控制裝置，能夠提高帶
寬分配合理性。
該裝置包括信息獲取單元、帶寬分配單元和發(fā)送單元 信息獲取單元，用于獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息； 帶寬分配單元，用于根據(jù)所述狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配
帶寬；
發(fā)送單元，用于將所述各發(fā)送端的分配帶寬發(fā)送給各發(fā)送端。 根據(jù)以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明的流控方案根據(jù)發(fā)送端的狀態(tài)和出口流 量信息進行帶寬資源分配，分配操作充分考慮了發(fā)送端側(cè)信息，將有限的帶 寬合理的分配給不同狀態(tài)下的發(fā)送端，從而提高了帶寬分配的合理性。避免 了現(xiàn)有技術(shù)中因控制幀對多個發(fā)送端的控制粒度相同導(dǎo)致的資源分配不合 理的問題，使得帶寬資源被合理利用。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中分布式交換系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明中流量控制方法的示例性流程圖。
圖3為本發(fā)明實施例中流量控制方法的流程圖。 圖4為本發(fā)明中流量控制系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)框圖。 圖5為本發(fā)明實施例中流量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為圖4中發(fā)送端的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
本發(fā)明為一種流量控制方案，其基本思想為在分布式交換系統(tǒng)中，接 收端根據(jù)各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息為各發(fā)送端分配帶寬(Alloband， Allocation bandwidth ),各發(fā)送端根據(jù)接收端為其分配的分配帶寬，對自身 與所述接收端之間的流量進行控制，從而提高了帶寬分配合理性，使得帶寬 資源被合理利用。
其中，分配帶寬是指經(jīng)流量控制后，各發(fā)送端得到的出口帶寬。
圖2示出了基于以上基本思想的流量控制方案的示例性流程圖，如圖2 所示，該方法包括以下步驟
步驟201:接收端獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和各發(fā)送端向自身發(fā)送流量的出 口流量信息。
步驟202:接收端根據(jù)所獲取的各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息重新確 定各發(fā)送端分配帶寬。
步驟203:各發(fā)送端根據(jù)接收端為其確定的分配帶寬，對自身與該接收 端之間的流量進行控制。
根據(jù)上述流程，采用圖2的處理方法，由接收端根據(jù)發(fā)送端的狀態(tài)和出 口流量信息進行帶寬資源分配，分配操作充分考慮了發(fā)送端側(cè)具體情況，將 有限的帶寬合理的分配給發(fā)送端，從而提高了帶寬分配的合理性，避免了現(xiàn) 有技術(shù)中因控制幀對多個發(fā)送端的控制粒度相同導(dǎo)致的資源分配不合理的 問題，提高了帶寬分配合理性，使得帶寬資源被充分合理利用。
在實際中，可以設(shè)置觸發(fā)條件，觸發(fā)帶寬分配操作的執(zhí)行。如果不滿足 觸發(fā)條件，則一直使用前一次分配得到的分配帶寬，達到一次分配多次使用 的目的，從而減少流量控制操作的頻率。
下面舉較佳實施例對本發(fā)明的流量控制方案進行詳細描述。
圖3為本發(fā)明較佳實施例中流量控制方法的流程圖。如圖3所示，該方
法包括以下步驟
步驟300:初始分配帶寬，得到配置帶寬(Cfgband,Configure bandwidth )， 各發(fā)送端根據(jù)配置帶寬進行流量發(fā)送。
在初始分配帶寬時，接收端可提供用戶接口，由用戶配置各發(fā)送端的配 置帶寬。缺省狀態(tài)下，即用戶沒有對配置帶寬進行配置的情況下，接收端按 照公平分配原則，將總出口帶寬平均分配給各個發(fā)送端。例如，總出口帶寬 為10Gbps，向同一接收端發(fā)送流量的發(fā)送端共有5個，則各個發(fā)送端獲得 的配置帶寬均為10Gbps/5=2Gbps。所謂總出口帶寬為接收端的入口側(cè)的總 帶寬。
步驟301:接收端判斷觸發(fā)定時器的計數(shù)值是否超過預(yù)設(shè)定時間隔T, 如果是，則執(zhí)行步驟302,否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟301的判斷操作。
本步驟301中，觸發(fā)定時器被預(yù)先設(shè)置在接收端。觸發(fā)定時器的定時間 隔T根據(jù)實際情況進行設(shè)置。初始分配帶寬后，觸發(fā)定時器開始從0到T 循環(huán)計數(shù)。
步驟302:獲取各發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息。 本實施例中，發(fā)送端的狀態(tài)采用擁塞狀態(tài)信息表示，包括擁塞狀態(tài)和非 擁塞狀態(tài)；出口流量信息為接收端的在其入口處測量的發(fā)送端與自身之間的 出口流量。測量方式為接收端在預(yù)定時間內(nèi)統(tǒng)計發(fā)送端到自身之間的數(shù)據(jù) 量，采用所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)量除以預(yù)定時間，得到出口流量。發(fā)送端的擁塞狀態(tài) 信息是反應(yīng)發(fā)送端目前所需出口帶寬的一個重要標準當發(fā)送端處于擁塞狀 態(tài)時，說明該發(fā)送端需要盡量多的出口帶寬；對于處于非擁塞的發(fā)送端，出 口流量信息則精確的反應(yīng)出發(fā)送端所需出口帶寬大小。
本步驟中，獲取各發(fā)送端擁塞狀態(tài)信息為當發(fā)送端擁塞時，發(fā)送端向 接收端發(fā)送擁塞通知(FCN, Flow Congestion Notification)報文，以通知接 收端本端處于擁塞狀態(tài)。如果接收端收到來自發(fā)送端的FCN報文，則確定 該發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，否則，確定該發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)。具體實現(xiàn)時， 可以設(shè)置擁塞標志位。每一個定時間隔T開始時，接收端將擁塞標志位清零， 當接收端接收到FCN報文后，將擁塞標志位置位，則本步驟中接收端可以 通過讀取擁塞標志位的值確定發(fā)送端的擁塞狀態(tài)。
獲取預(yù)設(shè)定時間隔T內(nèi)各發(fā)送端的出口流量為在接收端的入口處測量 來自各個發(fā)送端的流量，在定時間隔T開始時，將流量統(tǒng)計值清零，開始進 行統(tǒng)計，則本步驟中接收端可以通過讀取流量統(tǒng)計值確定預(yù)設(shè)定時間隔T內(nèi) 各發(fā)送端的出口流量。統(tǒng)計得到的出口流量也稱為實際使用帶寬(Curband, Current bandwidth)。
步驟303:判斷是否觸發(fā)帶寬分配過程，如果是，則執(zhí)行步驟304,否 則，返回執(zhí)行步驟301。
本步驟303中，帶寬分配過程的觸發(fā)條件包括與接收端通信的發(fā)送端 中有處于擁塞的發(fā)送端，或者，時間間隔T內(nèi)測量到的某個發(fā)送端的出口流 量較當前分配帶寬的變化大于設(shè)定的最小粒度，即當前檢測到的某發(fā)送端流 量統(tǒng)計值與該發(fā)送端前一次被分配的當前分配帶寬之差的絕對值，大于預(yù)先 設(shè)置的A,則觸發(fā)帶寬分配過程，執(zhí)行步驟304;否則，返回執(zhí)行步驟301， 同時仍按照上一次帶寬分配結(jié)果進行流量發(fā)送。其中，A值可以根據(jù)具體需 要確定。
從本步驟可見，本實施例的帶寬分配過程充分考慮到發(fā)送端的具體情 況，而且只有發(fā)送端擁塞或者流量變化較大時，才進行帶寬分配，從而減少 了流量控制頻率，實現(xiàn)了一次分配多次使用。而且，流量控制頻率的減少， 使得接收端向發(fā)送端發(fā)送承載分配帶寬值的控制報文的數(shù)量大大減少，從而 降低了控制報文所占帶寬，提高了交換網(wǎng)帶寬利用率。
步驟304:根據(jù)步驟302獲取的各個發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和出口流量
信息進行基礎(chǔ)帶寬分配。
基礎(chǔ)帶寬分配是根據(jù)各個發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和對應(yīng)的出口流量信 息，從總出口帶寬中為各發(fā)送端分配基礎(chǔ)帶寬，以滿足各發(fā)送端最基本的帶
寬需求。基礎(chǔ)帶寬分配的基本原則是為處于擁塞和根據(jù)出口流量判定的將 要擁塞的發(fā)送端分配基礎(chǔ)帶寬。其中，將要擁塞的發(fā)送端表現(xiàn)為出口流量大 于分配帶寬。
以下例舉了本實施例中基于以上基礎(chǔ)帶寬分配基本原則進行基礎(chǔ)帶寬 分配的具體原則。其中，發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，則適用于第l條原則；發(fā)送 端處于非擁塞狀態(tài)，則適用于第2至第5條原則。
1) 發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，為其分配配置帶寬，作為基礎(chǔ)帶寬；
2) 發(fā)送端的出口流量大于或等于配置帶寬，則為其分配配置帶寬， 作為基礎(chǔ)帶寬；
3) 發(fā)送端的出口流量小于配置帶寬且大于分配帶寬，則為其分配配 置帶寬，作為基礎(chǔ)帶寬；
4) 發(fā)送端的出口流量小于配置帶寬，且小于或等于分配帶寬，且大 于預(yù)先設(shè)置的帶寬精度，則為其分配實際使用帶寬，作為基礎(chǔ)帶 寬；即，當出口流量很小時，為該發(fā)送端分配與其所需帶寬相同 的帶寬即可。
5) 以上l)至4)條均不滿足則不為其分配基礎(chǔ)帶寬。 為了充分利用總出口帶寬，本步驟304基礎(chǔ)帶寬分配完畢后，還需執(zhí)行
步驟305 - 307中剩余帶寬分配操作。 步驟305:計算當前剩余帶寬。
本步驟中，當前剩余帶寬為總出口帶寬減去已分配出去的總帶寬。 步驟306:判斷剩余帶寬是否大于O,如果是，則執(zhí)行步驟307;否則， 執(zhí)行步驟308。
步驟307:進行剩余帶寬分配，轉(zhuǎn)入步驟305。 剩余帶寬分配的操作包括首先確定參與剩余帶寬分配的發(fā)送端。
本實施例中，并非所有發(fā)送端都參與剩余帶寬分配，而是根據(jù)步驟302
獲取的各個發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息，確定參與本輪剩余帶寬 分配的發(fā)送端。確定參與剩余帶寬分配的發(fā)送端的基本原則是為處于擁塞或 將要擁塞的發(fā)送端分配剩余帶寬。以下例舉了本實施例中確定參與剩余帶寬 分配的發(fā)送端的具體原則。其中，發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，則適用于第l條原
則；發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，則適用于第2、 3條原則。
1) 發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，則確定該發(fā)送端參與剩余帶寬分配；
2) 發(fā)送端的出口流量大于配置帶寬，則確定該發(fā)送端參與剩余帶寬 分配；
3) 發(fā)送端的出口流量小于配置帶寬但大于分配帶寬，則確定該發(fā)送 端參與剩余帶寬的分配；這里，雖然已經(jīng)為該發(fā)送端分配了大于 出口流量的配置帶寬，但是由于出口流量大于當前分配帶寬，預(yù) 測該發(fā)送端可能將要擁塞，因此在本輪帶寬分配中確定該發(fā)送端 參與剩余帶寬的分配；
4) 如果所有發(fā)送端均不滿足以上1)至3)條，則確定所有發(fā)送端都 參與剩余帶寬分配，保證交換網(wǎng)帶寬沒有剩余。
然后，采用公平分配的原則，將當前剩余帶寬均分給所確定的參與剩余 帶寬分配的各發(fā)送端。在剩余帶寬分配過程中，進一步確定各端口中有某個 發(fā)送端的基礎(chǔ)帶寬與當前被分配的剩余帶寬之和大于為其配置的最大分配 帶寬，則為該發(fā)送端分配最大分配帶寬，并禁止其參與下一輪的剩余帶寬分 配。在這種情況下，又產(chǎn)生了新的剩余帶寬，輪入下一次剩余帶寬的分配。 其中，分配帶寬不能超過預(yù)設(shè)的最大分配帶寬是為了防止某個發(fā)送端獨占總 出口帶寬而設(shè)置的規(guī)則。最大分配帶寬可以根據(jù)實際需要進行設(shè)置，各發(fā)送 端的最大分配帶寬可以相同，也可以不同。
在后續(xù)輪次的剩余帶寬分配時，分配方法與首輪分配方法相似。不同之 處在于，如果在首輪剩余帶寬分配過程中產(chǎn)生了被禁止參加下一輪剩余帶寬 分配的發(fā)送端，則該發(fā)送端不作為后續(xù)剩余帶寬分配的參與者。在實際中，
可以省略后續(xù)剩余帶寬分配的參與者判斷過程，直接將第一輪剩余帶寬分配 的參與者中未被禁止參與后續(xù)剩余帶寬分配的參與者作為本輪剩余帶寬分 配的參與者，并采用公平分配原則進行本輪剩余帶寬的分配。
需要說明的是，以上步驟304和步驟307只是舉例了 一種接收端根據(jù)發(fā) 送端擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息進行基礎(chǔ)帶寬分配和剩余帶寬分配的具 體算法的實施方式。在實際中，還可以根據(jù)實際需要，設(shè)計其他基礎(chǔ)帶寬分 配算法和剩余帶寬分配算法，而不限于本文所述的帶寬分配方法。例如，在 步驟304進行基礎(chǔ)帶寬分配時，當發(fā)送端的出口流量大于或等于配置帶寬 時，也可以為發(fā)送端分配實際出口帶寬，以滿足實際出口流量的需要。而本 實施例所采用的帶寬分配原則充分考慮到其他帶寬的需要，在基礎(chǔ)帶寬分配 時，留有一定的預(yù)量，令所有需要帶寬的發(fā)送端盡可能的被公平分配到所需 帶寬量。
步驟308:計算各個發(fā)送端獲得的分配帶寬。
這里，對于參與剩余帶寬分配的發(fā)送端，其分配帶寬=基礎(chǔ)帶寬+剩余
帶寬；對于沒有參與剩余帶寬分配的發(fā)送端，其分配帶寬=基礎(chǔ)帶寬。
步驟309:接收端將各發(fā)送端的分配帶寬換算為該發(fā)送端令牌桶更新周 期內(nèi)的令牌桶更新數(shù)(HBPTC, Half Bit Per Token Circle),將令牌桶更新 數(shù)發(fā)送給各發(fā)送端。
令牌桶中的令牌數(shù)等于允許發(fā)送的報文量。發(fā)送端會定期向令牌桶內(nèi)注 入令牌，注入令牌的周期為令牌桶更新周期，其數(shù)值是恒定的，但令牌桶更 新周期內(nèi)注入的令牌數(shù)，即令牌桶更新數(shù)可變。因此，可以利用令牌桶更新 數(shù)控制報文的發(fā)送速率。
本步驟中，將帶寬分配結(jié)果換算為令牌桶更新周期內(nèi)令牌桶更新數(shù)的具 體方法為將為發(fā)送端分配的分配帶寬乘以令牌桶更新周期，再除以一個令 牌代表的比特數(shù)。例如， 一個令牌代表0.5個比特，令牌桶更新周期為256ns， 則令牌桶更新數(shù)=發(fā)送端分配帶寬x 256ns/0.5。
步驟310:發(fā)送端采用接收到的令牌桶更新數(shù)，更新與發(fā)送令牌桶更新
數(shù)的接收端對應(yīng)的令牌桶，利用更新后的令牌桶進行流量控制。
如何利用令牌桶進行流量控制是現(xiàn)有技術(shù)。其具體方法為在發(fā)送端每 次發(fā)送待發(fā)送報文之前，對令牌進行一次評估。如果令牌桶中的令牌數(shù)足夠 表示待發(fā)送報文的比特數(shù)，則說明流量控制在允許的范圍內(nèi)，發(fā)送端將待發(fā)
送報文發(fā)送出去，并從令牌桶中取出與報文比特數(shù)大小相同的令牌；否則， 令牌數(shù)不夠表示待發(fā)送報文的比特數(shù)，則說明帶寬超過允許的范圍，不再進 行報文發(fā)送，從而實現(xiàn)了流量控制。
需要說明的是，當分布式交換系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為多個發(fā)送端對多個接收 端的多對多結(jié)構(gòu)時，可以看成是多個多對一的線性疊加，其流控原理與多對 一的情況相同。
仍以圖1示出的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為例。假設(shè)接收端2的總出口流量分別 為10Gbps。在初始配置時，采用缺省的公平分配原則，接收端2為發(fā)送端0 和發(fā)送端1分別分配帶寬為5Gbps。可見，采用本發(fā)明實施例中的帶寬分配 原則，接收端總是將其總帶寬的100%分配給與其通信的發(fā)送端，因此不會 出現(xiàn)背景技術(shù)描述的接收端實際接收流量超過總帶寬50%的情況。
初始帶寬分配完畢，發(fā)送端0和發(fā)送端1根據(jù)被分配的配置帶寬進行流 量發(fā)送。假設(shè)，發(fā)送端1發(fā)向接收端2的流量增加為6.5Gbps，其流量變化 量1.5Gbps大于預(yù)先設(shè)置的最小粒度0.01Gbps，則接收端2根據(jù)觸發(fā)條件判 定重新分配帶寬，并根據(jù)發(fā)送端O和發(fā)送端1的擁塞狀態(tài)信息和出口流量信 息進行帶寬分配操作。
在帶寬分配過程中，假設(shè)接收端2統(tǒng)計出發(fā)送端0的出口流量為2Gbps, 發(fā)送端1的出口流量為6.5Gbps，帶寬精度為0.5Gbps，則根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分 配原則第4)條，由于發(fā)送端0的出口流量2Gbps小于配置帶寬5Gbps，且 小于分配帶寬5Gbps (此時分配帶寬為初始分配的配置帶寬)，因此確定為 發(fā)送端0分配實際使用帶寬2Gbps;根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分配原則第2)條，由于 發(fā)送端1的出口流量6.5Gbps大于配置帶寬5Gbps，則為其分配配置帶寬 5Gbps。那么當前剩余帶寬為(10-2-5) =3Gbps。
再進行剩余帶寬分配。根據(jù)剩余帶寬分配原則第4)條，發(fā)送端0不參
與剩余帶寬分配，根據(jù)剩余帶寬分配原則第2)條，發(fā)送端l參與剩余帶寬 的分配，為發(fā)送端1分配剩余帶寬3Gbps。
經(jīng)本實施例本輪帶寬分配，發(fā)送端0的分配帶寬為2Gbps,發(fā)送端1的 分配帶寬為(5 + 3 ) = 8Gbps?？梢?，發(fā)送端0和發(fā)送端1都得到了充足的 出口帶寬。
為實現(xiàn)本發(fā)明的流量控制方法，本發(fā)明提供了一種流量控制系統(tǒng)。圖4 為本發(fā)明流量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該系統(tǒng)包括發(fā)送端和接 收端，發(fā)送端和接收端之間是n對一的關(guān)系，其中n為大于1的整數(shù)。其中，
接收端，用于獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和各發(fā)送端向自身發(fā)送流量的出口流 量信息，根據(jù)所荻取的各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配 帶寬，將所確定的分配帶寬發(fā)送給各發(fā)送端。
發(fā)送端，用于根據(jù)接收端為自身確定的分配帶寬，對自身與所述接收端 之間的流量進行控制。
本發(fā)明實施例中公開了一種流量控制裝置，即圖4中的接收端。圖5為 本發(fā)明實施例中流量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，流量控制裝置 500包括信息獲取單元510、帶寬分配單元520和發(fā)送單元530。
其中，信息獲取單元510用于獲取各發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和出口流量 信息，將獲取的擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息提供給帶寬分配單元520。
該信息獲取單元510具體包括擁塞狀態(tài)收集模塊511、出口流量統(tǒng)計模 塊512和觸發(fā)判斷模塊513。其中，擁塞狀態(tài)收集模塊511在接收到發(fā)送端 發(fā)送的FCN報文時，確定所在發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，向觸發(fā)判斷模塊513 發(fā)送擁塞通知。出口流量統(tǒng)計模塊512用于統(tǒng)計各發(fā)送端的出口流量，將統(tǒng) 計得到的出口流量信息發(fā)送給觸發(fā)判斷模塊513。觸發(fā)判斷模塊513,在接 收到擁塞通知時，或有發(fā)送端的出口流量與該發(fā)送端前一次被分配的當前分 配帶寬之差的絕對值大于預(yù)先設(shè)置的A時，則判定觸發(fā)帶寬分配過程，通知 帶寬分配單元520為各發(fā)送端分配分配帶寬，同時將各發(fā)送端的擁塞信息和
出口流量信息提供給帶寬分配單元520。在實際中，不需要進行實時判斷，
可以在觸發(fā)判斷模塊513中設(shè)置觸發(fā)定時器，并將觸發(fā)定時器的定時間隔設(shè) 置為前述T,那么該觸發(fā)判斷模塊513每隔時間T進行一次觸發(fā)判斷操作。 流量控制裝置中的帶寬分配單元520,用于根據(jù)信息獲取單元510提供 的狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬，將分配結(jié)果發(fā)送給發(fā)送單 元530。
該帶寬分配單元520具體包括基礎(chǔ)帶寬分配模塊521、剩余帶寬分配模 塊522和分配帶寬計算模塊523。其中，基礎(chǔ)帶寬分配模塊521在接收到來 自觸發(fā)判斷模塊513的帶寬分配通知后，根據(jù)各發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和出 口流量信息，為各發(fā)送端分配基礎(chǔ)帶寬，將基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果發(fā)送給剩余帶 寬分配模塊522。剩余帶寬分配模塊522，在根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果判定存 在剩余帶寬時，根據(jù)各發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息，確定參與剩 余帶寬分配的各發(fā)送端，并進行剩余帶寬分配。然后將基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果和 剩余帶寬分配結(jié)果發(fā)送給分配帶寬計算模塊523。分配帶寬計算模塊523, 根據(jù)接收自剩余帶寬分配模塊522的基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果和剩余帶寬分配結(jié) 果，確定各發(fā)送端的分配帶寬，將各發(fā)送端獲得的分配帶寬發(fā)送給發(fā)送單元
530。
流量控制裝置中的發(fā)送單元530,用于將各發(fā)送端的分配帶寬發(fā)送給各 發(fā)送端。
該發(fā)送單元530具體包括換算模塊531和分配結(jié)果發(fā)送模塊532。其中， 換算模塊531接收帶寬分配單元520為各發(fā)送端分配的分配帶寬，將各發(fā)送 端的分配帶寬換算為該發(fā)送端令牌桶更新周期內(nèi)的令牌桶更新數(shù)，將得到的 各發(fā)送端的令牌桶更新數(shù)通過分配結(jié)果發(fā)送模塊532分別發(fā)送給對應(yīng)的發(fā) 送端。在實際中，發(fā)送單元530也可以直接將分配帶寬發(fā)送給各發(fā)送端，由 各發(fā)送端自身執(zhí)行換算操作。在這種情況下，發(fā)送單元530不包括換算模塊
531。
在實際中，該流量控制裝置還可以進一步包括與發(fā)送單元530相連的配
置帶寬確定單元(圖5中未示出)，用于在初始分配帶寬時，為各發(fā)送端分
配配置帶寬。將確定的配置帶寬通過發(fā)送單元530發(fā)送給各個發(fā)送端。
圖6為圖5中發(fā)送端的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，發(fā)送端600包括帶寬 分配結(jié)果接收單元601和流量控制單元602。帶寬分配結(jié)果接收單元601接 收接收端為自身確定的分配帶寬，并發(fā)送給流量控制單元602。其中，分配 帶寬由令牌桶更新數(shù)表示。流量控制單元602,采用接收的令牌桶更新數(shù)， 更新發(fā)送該令牌桶更新數(shù)的接收端對應(yīng)的令牌桶，利用更新后的令牌桶進行 流量控制。
在實際中，如果發(fā)送端所接收的分配帶寬為帶寬值，則如圖6所示，該 發(fā)送端進一步包括換算單元603。圖中的虛線表示該單元可選。換算單元603 用于將帶寬分配結(jié)果接收單元601接收的分配帶寬換算為令牌桶更新數(shù)，將 得到的令牌桶更新數(shù)發(fā)送給流量控制單元602，由流量控制單元602更新相 應(yīng)令牌桶，并利用更新后的令牌桶進行流量控制。
本發(fā)明所提供的技術(shù)方案不僅適用于分布式設(shè)備(如分布式路由器)內(nèi) 部的各個單板之間的多對一或多對多板間通信場景，同樣也適用于多個獨立 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的多對一或多對多通信場景。
由以上所述可以看出，本發(fā)明所提供的流控方案，能夠提高帶寬分配合 理性，使得帶寬資源被充分合理利用。當設(shè)置帶寬分配觸發(fā)條件后，還可以 達到一次分配多次使用的目的，從而減少流控操作的頻率?？刂茍笪牡臏p少 有利于分布式交換系統(tǒng)帶寬利用率的提高。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改 進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種流量控制方法，應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)，其特征在于，該方法包括接收端獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息；接收端根據(jù)所獲取的狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬；各發(fā)送端根據(jù)所述接收端為自身確定的分配帶寬，對自身與所述接收端之間的流量進行控制。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述接收端獲取各發(fā)送端的狀 態(tài)為如果接收端接收到發(fā)送端發(fā)出的擁塞通知報文，則確定發(fā)送端處于擁塞 狀態(tài)，否則，確定所述發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)；接收端獲取所述出口流量信息為接收端在其入口處測量各發(fā)送端與自身 之間的出口流量。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述接收端獲取各發(fā)送端的狀 態(tài)和出口流量信息之前，進一步包括接收端判斷觸發(fā)定時器的計數(shù)值是否超 過預(yù)定時間間隔T，如果是，則執(zhí)行所述獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息 的梯:作；否則，繼續(xù)所述判斷。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述接收端獲取各發(fā)送端的狀 態(tài)和出口流量信息之后，進一步包括判斷所述各發(fā)送端中是否有處于擁塞狀 態(tài)的發(fā)送端，或者各發(fā)送端中是否有發(fā)送端的出口流量與該發(fā)送端當前分配帶 寬之差的絕對值大于預(yù)先設(shè)置的△;在判定為是的情況下，執(zhí)行所述接收端根 據(jù)所獲取的狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬的操作。
5、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收端根據(jù)所獲取的狀態(tài) 和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬包括為處于擁塞狀態(tài)的發(fā)送端和根 據(jù)出口流量信息判定的將要擁塞的發(fā)送端，分配基礎(chǔ)帶寬。
6、 如權(quán)利要求2所迷的方法，其特征在于，所述接收端根據(jù)所獲取的狀態(tài) 和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬包括當發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，為該發(fā)送端分配配置帶寬，作為基礎(chǔ)帶寬；所述 配置帶寬為初始分配帶寬后發(fā)送端得到的帶寬；當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端的出口流量大于或等于配置帶寬，則為該發(fā)送端分配配置帶寬，作為基礎(chǔ)帶寬；當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端的出口流量小于配置帶寬但大于分 配帶寬，則為該發(fā)送端分配配置帶寬，作為基礎(chǔ)帶寬；當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端的出口流量小于配置帶寬，并小于 或等于分配帶寬，但大于預(yù)先設(shè)置的帶寬精度，則為該發(fā)送端分配實際使用帶 寬，作為基礎(chǔ)帶寬；如果發(fā)送端不滿足以上任一條件，則不為該發(fā)送端分配基礎(chǔ)帶寬。
7、 如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述接收端根據(jù)所獲取的 狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬的步驟進一步包括a、 為發(fā)送端分配基礎(chǔ)帶寬之后，將總出口帶寬與已經(jīng)分配出去的總帶寬相 減，得到當前剩余帶寬；b、 判斷當前剩余帶寬是否大于零，如果是，則根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài)信息 和出口流量信息為發(fā)送端分配剩余帶寬，否則，不進行剩余帶寬分配；c、 各發(fā)送端將為自身分配的基礎(chǔ)帶寬和剩余帶寬相加，得到自身的分配帶寬。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài)信 息和出口流量信息為發(fā)送端分配剩余帶寬包括根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài)信息和 出口流量信息，確定參與剩余帶寬分配的發(fā)送端；將當前剩余帶寬平均分配給 所確定的參與剩余帶寬分配的各發(fā)送端，返回執(zhí)行所述步驟a。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài)信 息和出口流量信息，確定參與剩余帶寬分配的發(fā)送端為將處于擁塞狀態(tài)的發(fā) 送端和根據(jù)出口流量信息判定將要擁塞的發(fā)送端，確定為參與剩余帶寬分配的 發(fā)送端。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所獲取的擁塞狀態(tài) 信息和出口流量信息，確定參與剩余帶寬分配的發(fā)送端，包括 當發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)，則確定該發(fā)送端參與剩余帶寬分配；當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端出口流量大于其配置帶寬，則確定該發(fā)送端參與剩余帶寬的分配；所述配置帶寬為初始分配帶寬后發(fā)送端得到的 帶寬；當發(fā)送端處于非擁塞狀態(tài)，且該發(fā)送端出口流量小于其配置帶寬但大于分配帶寬，則確定該發(fā)送端參與剩余帶寬的分配；如果不存在滿足上述條件的發(fā)送端，則確定所有發(fā)送端參與剩余帶寬的分配。
11、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述將當前剩余帶寬平均分 配給所確定的參與剩余帶寬分配的各發(fā)送端的步驟進一步包括在判定各發(fā)送 端中有當前獲得的基礎(chǔ)帶寬與剩余帶寬之和大于配置的最大分配帶寬的發(fā)送 端，則為該發(fā)送端分配最大分配帶寬，并禁止該發(fā)送端參與下一輪剩余帶寬的 分配。
12、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述各發(fā)送端根據(jù)所述接收 端為自身確定的分配帶寬，對自身與所述接收端之間的流量進行控制，包括將接收端為各發(fā)送端確定的分配帶寬換算為令牌桶更新數(shù)； 發(fā)送端采用與自身對應(yīng)的令牌桶更新數(shù)，更新與所述接收端對應(yīng)的令牌桶， 利用更新后的令牌桶進行流量控制。
13、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括初始分 配帶寬時，將接收端的總出口帶寬分配給各發(fā)送端，作為各發(fā)送端的配置帶寬， 各發(fā)送端4艮據(jù)為自身分配的配置帶寬進行流量控制。
14、 一種流量控制系統(tǒng)，應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)，該流量控制系統(tǒng)包括發(fā) 送端和接收端，其特征在于，所述發(fā)送端和接收端是多對一的關(guān)系，其中，所述接收端，用于獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息，根據(jù)所獲取的狀 態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬，將所述分配帶寬發(fā)送給各發(fā)送端；所述發(fā)送端，用于根據(jù)所述接收端為自身確定的分配帶寬，對自身與所述 接收端之間的流量進行控制。
15、 如權(quán)利要求14所述的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端包括信 息獲取單元、帶寬分配單元和發(fā)送單元信息獲取單元，用于獲取各發(fā)送端的擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息； 帶寬分配單元，用于根據(jù)所述擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息確定各發(fā)送端 的分配帶寬；發(fā)送單元，用于將所述各發(fā)送端的分配帶寬發(fā)送給各發(fā)送端。
16、 如權(quán)利要求15所述的流量控制系統(tǒng)，其特征在于，所述帶寬分配單元 包括基礎(chǔ)帶寬分配模塊、剩余帶寬分配模塊和分配帶寬計算模塊；所述基礎(chǔ)帶寬分配模塊，用于根據(jù)所述擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息進行 基礎(chǔ)帶寬分配，將基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果發(fā)送給剩余帶寬分配模塊；所述剩余帶寬分配模塊，用于在根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果判定存在剩余帶寬 時，根據(jù)所述擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息進行剩余帶寬分配，將所述基礎(chǔ)帶 寬分配結(jié)果和剩余帶寬分配結(jié)果發(fā)送給分配帶寬計算模塊；所述分配帶寬計算模塊，根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果和剩余帶寬分配結(jié)果，確 定各發(fā)送端的分配帶寬，將所確定的分配帶寬發(fā)送給發(fā)送單元。
17、 一種流量控制裝置，應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)，其特征在于，該裝置包 括信息獲取單元、帶寬分配單元和發(fā)送單元信息獲取單元，用于獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息； 帶寬分配單元，用于根據(jù)所述狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬；發(fā)送單元，用于將所述各發(fā)送端的分配帶寬發(fā)送給各發(fā)送端。
18、 如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述信息獲取單元包括擁塞 狀態(tài)收集模塊和出口流量統(tǒng)計^^莫塊；所述擁塞狀態(tài)收集模塊，用于在接收到來自發(fā)送端的擁塞通知報文時，確 定所在發(fā)送端處于擁塞狀態(tài)；所述出口流量統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計各發(fā)送端與所在裝置之間的出口流量； 所述帶寬分配單元包括基礎(chǔ)帶寬分配模塊、剩余帶寬分配模塊和分配帶寬計算模塊；所述基礎(chǔ)帶寬分配模塊，用于根據(jù)所述擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息進行 基礎(chǔ)帶寬分配，將基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果發(fā)送給剩余帶寬分配模塊；所述剩余帶寬分配模塊，用于在根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果判定存在剩余帶寬 時，根據(jù)所述擁塞狀態(tài)信息和出口流量信息進行剩余帶寬分配，將所述基礎(chǔ)帶 寬分配結(jié)果和剩余帶寬分配結(jié)果發(fā)送給分配帶寬計算模塊；所述分配帶寬計算模塊，根據(jù)基礎(chǔ)帶寬分配結(jié)果和剩余帶寬分配結(jié)果，確 定各發(fā)送端的分配帶寬，將各發(fā)送端的分配帶寬發(fā)送給發(fā)送單元。
19、 如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述信息獲取單元進一步包括觸發(fā)判斷模塊，用于在判定所述各發(fā)送端中有處于擁塞狀態(tài)的發(fā)送端時,或 者判定有發(fā)送端的出口流量與該發(fā)送端當前分配帶寬之差的絕對值大于預(yù)先設(shè) 置的△時，通知所述帶寬分配單元確定各發(fā)送端的分配帶寬。
20、 如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述觸發(fā)判斷模塊包括觸發(fā) 定時器，觸發(fā)判斷模塊在所述觸發(fā)定時器的計數(shù)值超過預(yù)定時間間隔T，則執(zhí) 行自身判斷操作。
21、 如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括配置帶寬 確定單元，用于在初始分配帶寬時，將所在裝置總出口帶寬分配給各發(fā)送端， 作為各發(fā)送端的配置帶寬，并發(fā)送給所述發(fā)送單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種流量控制方法，應(yīng)用于分布式交換系統(tǒng)，該方法包括接收端獲取各發(fā)送端的狀態(tài)和出口流量信息；接收端根據(jù)所獲取的狀態(tài)和出口流量信息確定各發(fā)送端的分配帶寬；各發(fā)送端根據(jù)所述接收端為自身確定的分配帶寬，對自身與所述接收端之間的流量進行控制。本發(fā)明還公開了流量控制系統(tǒng)和流量控制裝置。使用本發(fā)明能夠提高帶寬分配合理性，使得帶寬資源被充分合理利用。
文檔編號H04L12/56GK101188562SQ20071017996
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者張德寧, 廣 趙, 鄧新紅 申請人:杭州華三通信技術(shù)有限公司