專利名稱：一種報文緩存方法及路由器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種報文緩存方法及路由器。
背景技術(shù)：
Internet應(yīng)用正在滲透到社會的各個方面,對社交、經(jīng)濟(jì)發(fā)生了巨大的影響，一個基于Internet的社會正在到來。Internet上的內(nèi)容也逐漸從文本、圖片，發(fā)展到了語音、視頻等。內(nèi)容的豐富促進(jìn)了流量的增長。同時，寬帶接入技術(shù)也在不斷進(jìn)步，每個用戶的帶寬從原來的64kbps,已經(jīng)通過DSL(digital subscriber line,數(shù)字用戶線路)技術(shù)增長到Mbps級，而光接入，如基于PON(passive optical network,無源光纖網(wǎng)絡(luò))技術(shù)的FTTH (fiber to the home,光纖入戶)技術(shù),將來可以進(jìn)一步將接入速度提高到Gbps級。Internet網(wǎng)絡(luò)中，IP是基本的業(yè)務(wù)承載協(xié)議，實現(xiàn)IP報文轉(zhuǎn)發(fā)的路由器作為Internet業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的核心設(shè)備。隨著流量的增長，路由器容量需求也越來越大。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)路由器線卡的包緩存buffer是大容量路由器設(shè)計的瓶頸之一；一般當(dāng)前路由器要支持大量的緩存，該緩存的大小與端到端的RTT (round-trip time,往返延時)有關(guān)，通常要求達(dá)到百毫秒級，比如200ms;由于緩存芯片的帶寬較小，要實現(xiàn)大容量，需要采用大量存儲memory芯片并行，來提高帶寬，這樣需要TM(流量管理)芯片出大量的管腳，這也成為芯片尺寸的重要限制。此外，大量的緩存芯片占用了線卡的大量面積，限制了線卡集成度的提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種報文緩存方法及路由器，能夠減少線卡上的包緩存，進(jìn)而提高線卡集成度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案一方面，本發(fā)明實施例提供一種路由器，包括輸入線卡、輸出線卡和與所述輸入線卡和輸出線卡連接的交換框，其特征在于，所述路由器還包括緩存模塊，所述緩存模塊與所述交換框的交換模塊連接；所述緩存模塊用于緩存所述輸入線卡經(jīng)由所述交換框的交換模塊轉(zhuǎn)發(fā)至所述緩存模塊的隊列報文。再一方面，本發(fā)明實施例提供一種報文緩存方法，包括將通過輸入線卡接收到的隊列報文發(fā)送至交換框；通過所述交換框的交換模塊將所述隊列報文發(fā)送至緩存模塊進(jìn)行緩存。本發(fā)明實施例提供提供的報文緩存方法及路由器，能夠在路由器輸入線卡的包緩存中的隊列報文存滿之后將該隊列報文緩存至路由器提供的緩存模塊中，能夠減少線卡上的包緩存，進(jìn)而提高線卡集成度。


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為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例提供的一種路由器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明另一實施例提供的一種路由器結(jié)構(gòu)不意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種集群路由器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例提供的一種緩存模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的一種報文緩存方法流程示意圖；圖6為本發(fā)明另一實施例提供的一種報文緩存方法流程示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例提供的路由器，如圖I所示，包括輸入線卡11、輸出線卡41和與輸入線卡11和輸出線卡41連接的交換框31，該路由器I還包括緩存模塊21，緩存模塊21與交換框31連接；緩存模塊21用于緩存輸入線卡11經(jīng)由交換框31的交換模塊轉(zhuǎn)發(fā)至緩存模塊21的隊列報文。如圖I所示，示例性的，路由器I提供的輸入線卡11還包括網(wǎng)絡(luò)處理單元111、第二流量管理單元113、交換接口芯片114，當(dāng)然輸入線卡11還包括其他的結(jié)構(gòu)如接口單元、介質(zhì)訪問控制單元等但由于不涉及本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在此不再提及，同樣的，輸出線卡41還包括網(wǎng)絡(luò)處理單元411、包緩存412、流量管理單元413和交換接口芯片414。這里輸入線卡和輸入線卡是以線卡的即時功能(即對于同一列隊列報文，在某一時刻一個線卡只負(fù)責(zé)對該隊列報文的輸入或者輸出)進(jìn)行命名的，在實際應(yīng)用中線卡通常是同時具備數(shù)據(jù)的輸入和輸出功能的。當(dāng)然，這里交換框31可以包括緩存模塊21，緩存模塊21可以直接集成在交換框31所在的單板(即交換芯片)上與交換框31的交換模塊311進(jìn)行報文的交互，亦可將緩存模塊21采用單獨(dú)的專用單板實現(xiàn)并通過插在專用的槽位上實現(xiàn)與交換框31所在的單板的連接，并與交換框31的交換模塊311進(jìn)行報文交互。本發(fā)明實施例提供的路由器能夠在路由器輸入線卡的包緩存中的隊列報文緩存至路由器提供的緩存模塊中，以此減少線卡上的包緩存，進(jìn)而提高線卡集成度。進(jìn)一步的，如圖2所示，為本發(fā)明另一實施例提供的路由器1，其中緩存模塊21還包括輸出交換接口芯片單元214、輸入交換接口芯片單元213、第一流量管理單元211和緩存單元212 ;輸出交換接口芯片單元214、輸入交換接口芯片單元213和緩存單元212分別與第一流量管理單元212連接；其中，輸入交換接口芯片單元213用于接收輸入線卡11經(jīng)由交換框31的交換模塊311轉(zhuǎn)發(fā)的隊列報文，并將該隊列報文發(fā)送至第一流量管理單元211 ；第一流量管理單元211用于接收輸入交換接口芯片單元213發(fā)送的隊列報文，并將該隊列報文的目的地修改為輸出線卡41后發(fā)送至緩存單元212進(jìn)行緩存；輸出交換接口芯片單元214用于通過第一流量管理單元211將緩存單元212緩存的隊列報文發(fā)送至交換模塊311，以便交換模塊311將該隊列報文發(fā)送至輸出線卡41。進(jìn)一步，可選的，如圖2所示，輸入線卡11還包括第二流量管理單元113，用于檢測進(jìn)入輸入線卡11的包緩存112的隊列報文，當(dāng)包緩存112中的隊列報文到達(dá)預(yù)設(shè)的第一水線時，將進(jìn)入輸入線卡11的包緩存112的隊列報文和包緩存112中存儲的隊列報文的目的地修改為緩存模塊21的緩存單元212。再進(jìn)一步，可選的，第二流量管理單元113，還用于在包緩存112中的隊列報文下 降到預(yù)設(shè)的第三水線并且緩存單元212中的隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第二水線時，將進(jìn)入輸入線卡11包緩存112的隊列報文及包緩存112中存儲的隊列報文的目的地修改為輸出線卡41，以便在緩存單元212中的隊列報文清零時，輸入線卡11將該隊列報文轉(zhuǎn)發(fā)至輸出線卡41。需要說明的是，該過程中為第一流量管理單元211對緩存單元212中的隊列報文進(jìn)行檢測，并且在檢測到緩存單元212中的隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第二水線時通知第二流量管理單元113，當(dāng)然這里在整個路由器構(gòu)架中緩存模塊是與各個線卡(包括輸入線卡和輸出線卡)通過交換框的交換模塊互聯(lián)的，因此緩存模塊和各個線卡可以通過交換框的交換模塊在緩存模塊和各個線卡之間建立的信道實現(xiàn)各自的流量管理單元對隊列報文流量檢測結(jié)果的交互，此外以上實施例中提到的隊列報文均是基于路由器中的同一列隊列報文進(jìn)行說明的?？蛇x的，結(jié)合圖2，這里提供一種具體方案，輸入線卡11的第二流量管理單元113為進(jìn)入輸入線卡11的隊列報文設(shè)置第一級地址標(biāo)簽并將帶有第一級目的標(biāo)簽的隊列報文存入輸入線卡11的包緩存112，這里第一級目的標(biāo)簽所代表的目的地即輸出線卡41，此時隊列報文通過交換框31的交換模塊311進(jìn)入第一級目的標(biāo)簽指示的輸出線卡41，在輸入線卡11的第二流量管理單元113檢測到包緩存112當(dāng)中的隊列報文達(dá)到預(yù)設(shè)的第一水線時，第二流量管理單元113為進(jìn)入輸入線卡11的隊列報文設(shè)置第二級目的標(biāo)簽，并將包緩存112中存儲的隊列報文相應(yīng)的也設(shè)置為第二級目的標(biāo)簽，這里第二級目的標(biāo)簽所代表的目的地即緩存模塊21，此時隊列報文根據(jù)第二級目的標(biāo)簽通過交換框31的交換模塊311進(jìn)入緩存模塊21的輸入交換接口芯片單元213，然后通過第一流量管理單元211存儲至緩存模塊21的緩存單元212，該過程中緩存模塊21的第一流量管理單元211將帶有第二級目的標(biāo)簽的隊列報文設(shè)置為第一級目的標(biāo)簽(這里具體操作為直接將第二級目的標(biāo)簽剝離，隊列報文上只剩下第一級目的標(biāo)簽)并存儲于緩存單元212，此后緩存單元212中帶有第一級目的標(biāo)簽的隊列報文經(jīng)過第一流量管理單元211和緩存模塊21的輸出交換接口芯片單元214進(jìn)入交換框31的交換模塊311，然后被交換至輸出線卡41 ;當(dāng)輸入線卡11的第二流量管理單元113檢測到包緩存112中的隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第三水線并且緩存模塊21的第一流量管理單元211檢測到緩存單元212中的隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第二水線時，將進(jìn)入輸入線卡11包緩存112的隊列報文及包緩存112中存儲的隊列報文設(shè)置為第一級目的標(biāo)簽，此時緩存模塊21中的隊列報文數(shù)量下降為零后，輸入線卡模塊11中的隊列報文便直接經(jīng)由交換框31從包緩存112進(jìn)入輸出線卡模塊41。這里在上述的實施例中，針對隊列報文的目的地修改方式為采用設(shè)置一級或二級目的標(biāo)簽的方式，當(dāng)然該過程也可以通過其他方式實現(xiàn)，只要是本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本方法變化或替換揭露技術(shù)方案，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)；此外上述的緩存單元212為緩存卡或其他形式的存儲器。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，以上第一級目的標(biāo)簽和第二級目的標(biāo)簽所指示的目的地是在整個路由器系統(tǒng)中統(tǒng)一進(jìn)行編碼的，因此帶有目的標(biāo)簽的隊列報文的目的地是可以被路由器中各個節(jié)點(diǎn)所識別的。當(dāng)然參照圖3所示，本發(fā)明實施例提供的路由 器可以為集群路由器，包括線卡框21和交換框22，線卡框21包括至少兩個線卡211和對應(yīng)線卡數(shù)量的交換模塊212，每個線卡211分別與所有的交換模塊212相連；其中一個線卡211用作輸入線卡時另一個線卡模塊211用作輸出線卡；交換框22包含對應(yīng)線卡211數(shù)量的交換模塊221，線卡框22中的任一交換模塊221分別與交換框中的所有交換模塊212連接；該集群路由器2還包括集中緩存框23 ;集中緩存框23中包括至少一個緩存模塊232、至少一個與緩存模塊232相連的交換模塊231，交換模塊231分別與交換框22中的所有交換模塊221相連。當(dāng)然緩存模塊232包括輸出交換接口芯片單元2334、輸入交換接口芯片單元2331、第一流量管理器單元2332和緩存單元2333，緩存模塊232的第一流量管理單元2332通過輸出交換接口芯片單元2334和輸入交換接口芯片單元2331與集中緩存框2中的交換模塊231的相連；第一流量管理單元2332和緩存單元2333相連。當(dāng)然本發(fā)明實施例提供的集群路由器的工作原理與本發(fā)明上述的實施例提供的路由器的工作原理是相同的因此不再贅述。本發(fā)明實施例提供一種報文緩存方法，如圖5所示，包括以下步驟S101、將通過輸入線卡接收到的隊列報文發(fā)送至交換框。S102、通過交換框的交換模塊將隊列報文發(fā)送至緩存模塊進(jìn)行緩存。本發(fā)明實施例提供的集中緩存方法，能夠在將輸入路由器輸入線卡的包緩存中的隊列報文緩存至路由器提供的緩存模塊中，以此減少線卡上的包緩存，進(jìn)而提高線卡集成度。進(jìn)一步，可選的，參照圖6所示，本發(fā)明另一實施例提供的一種集中緩存方法，包括如下步驟S201、檢測進(jìn)入輸入線卡的包緩存的隊列報文。S202、當(dāng)包緩存中的隊列報文到達(dá)預(yù)設(shè)的第一水線時，將進(jìn)入輸入線卡的包緩存的隊列報文和包緩存中存儲的隊列報文的目的地修改為緩存模塊，并發(fā)送至交換框。S203、通過交換框的交換模塊將隊列報文發(fā)送至交換模塊的輸入交換接口芯片單
J Li οS204、通過輸入交換接口芯片單元將接收到的隊列報文發(fā)送至第一流量管理單
J Li οS205、通過第一流量管理單元將隊列報文的目的地修改為輸出線卡，并將隊列報
文發(fā)送至緩存單元進(jìn)行緩存。本發(fā)明實施例提供的集中緩存方法，能夠在輸入路由器輸入線卡的包緩存中的隊列報文數(shù)量到達(dá)預(yù)設(shè)的水線時將該隊列報文緩存至路由器提供的緩存模塊中，以此減少線卡上的包緩存，進(jìn)而提高線卡集成度。進(jìn)一步的,參照圖6所示該方法還包括S206、通過第一流量管理單元檢測進(jìn)入緩存單元的隊列報文。S207、通過第二流量管理單元檢測進(jìn)入輸入線卡的包緩存的隊列報文。S208、當(dāng)包緩存中的隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第二水線并當(dāng)緩存單元中的隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第三水線時，將進(jìn)入輸入線卡的包緩存的隊列報文及包緩存中存儲的隊列報文的目的地修改為輸出線卡，以便在緩存單元中的 隊列報文清零時，輸入線卡將隊列報文轉(zhuǎn)發(fā)至輸出線卡。這樣當(dāng)線卡包緩存的隊列報文數(shù)量數(shù)量恢復(fù)正常水平，且緩存模塊中的隊列報文清零后，隊列報文恢復(fù)原有的調(diào)度方式即直接被轉(zhuǎn)發(fā)至輸出線卡，從而避免對隊列報文轉(zhuǎn)發(fā)效率的影響。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，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)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種路由器，包括輸入線卡、輸出線卡和與所述輸入線卡和輸出線卡連接的交換框，其特征在于，所述路由器還包括緩存模塊，所述緩存模塊與所述交換框的交換模塊連接； 所述緩存模塊用于緩存所述輸入線卡經(jīng)由所述交換框的交換模塊轉(zhuǎn)發(fā)至所述緩存模塊的隊列報文。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路由器，其特征在于，所述緩存模塊還包括輸出交換接口芯片單元、輸入交換接口芯片單元、第一流量管理單元和緩存單元；所述輸出交換接口芯片單元、輸入交換接口芯片單元和所述緩存單元分別與所述第一流量管理單元連接； 其中，所述輸入交換接口芯片單元用于接收所述輸入線卡經(jīng)由所述交換框的交換模塊轉(zhuǎn)發(fā)的所述隊列報文，并將所述隊列報文發(fā)送至所述第一流量管理單元； 所述第一流量管理單元用于接收所述輸入交換接口芯片單元發(fā)送的所述隊列報文，并將所述隊列報文的目的地修改為輸出線卡后發(fā)送至所述緩存單元進(jìn)行緩存； 所述輸出交換接口芯片單元用于通過所述第一流量管理單元將所述緩存單元緩存的所述隊列報文發(fā)送至所述交換模塊，以便所述交換模塊將所述隊列報文發(fā)送至所述輸出線卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的路由器，其特征在于，所述輸入線卡還包括第二流量管理單元，用于檢測輸入所述輸入線卡的包緩存的隊列報文，當(dāng)所述包緩存中的所述隊列報文到達(dá)預(yù)設(shè)的第一水線時，將進(jìn)入所述輸入線卡的包緩存的所述隊列報文和所述包緩存中存儲的所述隊列報文的目的地修改為所述緩存模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的路由器，其特征在于，所述第二流量管理單元，還用于在所述包緩存中的所述隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第三水線并且所述緩存單元中的所述隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第二水線時，將進(jìn)入所述輸入線卡包緩存的所述隊列報文及所述包緩存中存儲的所述隊列報文的目的地修改為所述輸出線卡，以便在所述緩存單元中的隊列報文清零時，所述輸入線卡將所述隊列報文轉(zhuǎn)發(fā)至所述輸出線卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4所述的任一路由器，其特征在于，所述交換框包括所述緩存模塊。
6.—種報文緩存方法,其特征在于,包括 將通過輸入線卡接收到的隊列報文發(fā)送至交換框； 通過所述交換框的交換模塊將所述隊列報文發(fā)送至緩存模塊進(jìn)行緩存。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將輸入線卡接收到的隊列報文發(fā)送至交換框包括 檢測進(jìn)入所述輸入線卡的包緩存的隊列報文； 當(dāng)所述包緩存中的所述隊列報文到達(dá)預(yù)設(shè)的第一水線時，將進(jìn)入所述輸入線卡的包緩存的所述隊列報文和所述包緩存中存儲的所述隊列報文的目的地修改為緩存模塊，并發(fā)送至交換框。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述通過所述交換框的交換模塊將所述隊列報文發(fā)送至緩存模塊進(jìn)行緩存包括 通過所述交換框的交換模塊將所述隊列報文發(fā)送至所述緩存模塊的輸入交換接口芯片單元； 通過所述輸入交換接口芯片單元將接收到的所述隊列報文發(fā)送至所述緩存模塊的第一流量管理單元； 通過所述第一流量管理單元將所述隊列報文的目的地修改為輸出線卡，并將所述隊列報文發(fā)送至所述緩存模塊的緩存單元進(jìn)行緩存。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述通過所述第一流量管理單元將所述隊列報文的目的地修改為輸出線卡，并將所述隊列報文發(fā)送至所述緩存模塊的緩存單元進(jìn)行緩存后還包括 通過所述第一流量管理單元檢測進(jìn)入所述緩存單元的所述隊列報文； 通過所述第二流量管理單元檢測進(jìn)入所述輸入線卡的包緩存的所述隊列報文； 當(dāng)所述包緩存中的所述隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第二水線并當(dāng)所述緩存單元中的所述隊列報文下降到預(yù)設(shè)的第三水線時，將進(jìn)入所述輸入線卡的包緩存的所述隊列報文及所述包緩存中存儲的所述隊列報文的目的地修改為所述輸出線卡，以便在所述緩存單元中的所 述隊列報文清零時，所述輸入線卡將所述隊列報文轉(zhuǎn)發(fā)至所述輸出線卡。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種報文緩存方法及路由器，涉及通訊領(lǐng)域，能夠減少線卡上的包緩存的數(shù)量，從而提高線卡集成度。該路由器包括輸入線卡、輸出線卡和與所述輸入線卡和輸出線卡連接的交換框，所述路由器還包括緩存模塊，所述緩存模塊與所述交換框的交換模塊連接；所述緩存模塊用于緩存所述輸入線卡經(jīng)由所述交換框的交換模塊轉(zhuǎn)發(fā)至所述緩存模塊的隊列報文。本發(fā)明實施例應(yīng)用于路由器制造。
文檔編號H04L12/56GK102739536SQ20121021336
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者何健飛 申請人:華為技術(shù)有限公司