一種基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換結(jié)構(gòu)的調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及AFDX網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到AFDX交換機(jī)數(shù)據(jù)峽的過濾、流量 整形、存儲、接收調(diào)度和發(fā)送調(diào)度。
【背景技術(shù)】
[0002] 分組交換系統(tǒng)在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中占有重要地位，它為諸如語音、視頻、數(shù)據(jù)等多 業(yè)務(wù)傳輸提供了有效的承載方式。機(jī)載網(wǎng)絡(luò)中不同的業(yè)務(wù)流要求不同的服務(wù)質(zhì)量保證，分 組交換設(shè)備必須控制每一個傳輸流的流量和分組交換設(shè)備給每個傳輸流的帶寬、緩存等資 源，W提供有區(qū)別的包丟失率W及傳輸延遲，來適應(yīng)多種業(yè)務(wù)對服務(wù)質(zhì)量的不同要求。但傳 統(tǒng)的交換調(diào)度方式無法保證調(diào)度的確定性，不能從交換結(jié)構(gòu)上保證應(yīng)用的服務(wù)等級。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決【背景技術(shù)】中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換結(jié) 構(gòu)的調(diào)度方法，在調(diào)度之前進(jìn)行過濾和管制，將不符合規(guī)則的數(shù)據(jù)峽丟棄，節(jié)約了交換資 源，保證了調(diào)度的時延確定性。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是；一種基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換結(jié)構(gòu)的調(diào)度方法，其特征在于： 所述方法包括W下步驟：
[0005] 1)數(shù)據(jù)峽經(jīng)過交換機(jī)進(jìn)行過濾，對于沒有通過過濾的數(shù)據(jù)峽進(jìn)行丟棄，通過過濾 的數(shù)據(jù)峽，進(jìn)行流量整形檢驗(yàn)，進(jìn)行步驟2);
[0006] 2)每個端口均建立兩個輸入隊列和兩個輸出隊列；
[0007] 3)接收調(diào)度；采用端口間RR公平輪詢、端口內(nèi)高優(yōu)先級隊列優(yōu)先的調(diào)度算法，快 速的從輸入隊列中讀取數(shù)據(jù)峽信息，根據(jù)數(shù)據(jù)峽信息獲取目標(biāo)端口地址；
[0008] 4)將數(shù)據(jù)峽信息放到對應(yīng)輸出端口對應(yīng)優(yōu)先級的輸出隊列中；
[0009] 5)發(fā)送調(diào)度；對保存在輸出端口隊列的分組進(jìn)行調(diào)度；在端口之間實(shí)現(xiàn)公平的分 組轉(zhuǎn)發(fā)，在端口內(nèi)部根據(jù)兩級優(yōu)先級機(jī)制進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0010] 上述步驟3)中數(shù)據(jù)峽信息包含輸入隊列數(shù)據(jù)峽信息和輸出隊列數(shù)據(jù)峽信息；輸 入隊列數(shù)據(jù)峽信息包含數(shù)據(jù)峽在緩沖區(qū)中位置、數(shù)據(jù)峽長度、數(shù)據(jù)峽轉(zhuǎn)發(fā)端口、多播隊列分 配和配置峽指示；輸出隊列數(shù)據(jù)峽信息包含數(shù)據(jù)峽在緩沖區(qū)中位置、數(shù)據(jù)峽長度、數(shù)據(jù)峽轉(zhuǎn) 發(fā)端口和配置峽指示。
[0011] 上述輸入隊列根據(jù)數(shù)據(jù)峽優(yōu)先級不同，分為高低兩個優(yōu)先級，高優(yōu)先級的輸入隊 列只存放該端口的高優(yōu)先級數(shù)據(jù)峽信息，低優(yōu)先級的輸入隊列只存在該端口的低優(yōu)先級數(shù) 據(jù)中貞信息。
[0012] 上述輸出隊列每個端口對應(yīng)高、低優(yōu)先級各兩個輸出隊列，輸出隊列只存在從該 端口轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)峽信息。
[0013] 上述發(fā)送調(diào)度采用"靜態(tài)優(yōu)先級"調(diào)度策略對相互獨(dú)立的輸出排隊系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。
[0014] 上述過濾具體是針對最大最小峽長、化配置、數(shù)據(jù)峽完整性校驗(yàn)方面的過濾。
[0015] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)效果；采用存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的調(diào)度模式，數(shù)據(jù)峽在交換機(jī)中只存儲 一份，減少了時間和空間資源開銷。在調(diào)度之前進(jìn)行過濾和管制，將不符合規(guī)則的數(shù)據(jù)峽丟 棄，節(jié)約了交換資源，保證了調(diào)度的時延確定性。采用基于輸出隊列的調(diào)度思想，并劃分高 低優(yōu)先級隊列，為不同業(yè)務(wù)提供了不同服務(wù)等級，解決了基于輸入隊列調(diào)度時引起的堵塞 問題，滿足了交換機(jī)對抖動和時延的確定性要求。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明AFDX網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D；
[0017] 圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)峽峽被丟棄示意圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明分組交換結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0019] 一種基于存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換結(jié)構(gòu)的調(diào)度方法，包括W下步驟：
[0020] 1)數(shù)據(jù)峽經(jīng)過交換機(jī)進(jìn)行過濾，對于沒有通過過濾的數(shù)據(jù)峽進(jìn)行丟棄，通過過濾 的數(shù)據(jù)峽，進(jìn)行流量整形檢驗(yàn)，進(jìn)行步驟2);
[0021] 2)每個端口均建立兩個輸入隊列和兩個輸出隊列；
[0022] 3)接收調(diào)度；采用端口間RR公平輪詢、端口內(nèi)高優(yōu)先級隊列優(yōu)先的調(diào)度算法，快 速的從輸入隊列中讀取數(shù)據(jù)峽信息，根據(jù)數(shù)據(jù)峽信息獲取目標(biāo)端口地址；
[0023] 4)將數(shù)據(jù)峽信息放到對應(yīng)輸出端口對應(yīng)優(yōu)先級的輸出隊列中；
[0024] 5)發(fā)送調(diào)度；對保存在輸出端口隊列的分組進(jìn)行調(diào)度；在端口之間實(shí)現(xiàn)公平的分 組轉(zhuǎn)發(fā)，在端口內(nèi)部根據(jù)兩級優(yōu)先級機(jī)制進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0025] 交換機(jī)使用一個共享存儲單元來存儲數(shù)據(jù)峽，調(diào)度過程中，將數(shù)據(jù)峽信息進(jìn)行調(diào) 度，最后從共享存儲單元將數(shù)據(jù)峽轉(zhuǎn)發(fā)，用W節(jié)約交換機(jī)的時間和空間資源。交換機(jī)調(diào)度前 首先對數(shù)據(jù)峽進(jìn)行最大最小峽長、化號、CRC校驗(yàn)等方面的過濾，在前期將不符合規(guī)則的數(shù) 據(jù)峽丟棄，節(jié)約交換機(jī)資源，保證交換機(jī)有效數(shù)據(jù)峽的調(diào)度時間。通過過濾的數(shù)據(jù)峽還要經(jīng) 過交換機(jī)的漏桶算法進(jìn)行流量整形，W保證數(shù)據(jù)峽交換延時的確定性上限。
[0026] 交換調(diào)度采用基于峽的"隊列調(diào)度"思想，包括接收調(diào)度和發(fā)送調(diào)度兩部分。為了 防止輸入緩存的溢出并且減少數(shù)據(jù)峽傳輸時延，在交換機(jī)設(shè)計中為每個輸入端口建立專用 的輸入隊列。同時為保證不同業(yè)務(wù)擁有不同的調(diào)度優(yōu)先級，將輸入隊列和輸出隊列均區(qū)分 高低優(yōu)先級，W支持兩級優(yōu)先級服務(wù)。數(shù)據(jù)峽經(jīng)過過濾和流量整形后，根據(jù)其優(yōu)先級，將其 放入其對應(yīng)的不同優(yōu)先級的輸入隊列中。接收調(diào)度采用端口間RR公平輪詢調(diào)度、端口內(nèi)高 優(yōu)先級隊列優(yōu)先的算法，快速的從輸入隊列中讀取數(shù)據(jù)峽信息，根據(jù)數(shù)據(jù)峽信息獲取目標(biāo) 端口地址。然后將數(shù)據(jù)峽信息放到對應(yīng)輸出端口的輸出隊列中。該樣保證了同一端口中， 高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)峽總是優(yōu)先被調(diào)度出去，保證了高優(yōu)先級數(shù)據(jù)峽的服務(wù)等級。
[0027] 發(fā)送調(diào)度對保存在輸出端口隊列的分組進(jìn)行調(diào)度。根據(jù)ARINC664標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送調(diào)度 應(yīng)該在端口之間實(shí)現(xiàn)快速公平的分組轉(zhuǎn)發(fā)，而在端口內(nèi)部需要根據(jù)兩級優(yōu)先級機(jī)制進(jìn)行轉(zhuǎn) 發(fā)。每個輸出端口隊列采用"靜態(tài)優(yōu)先級（SP)"調(diào)度策略的相互獨(dú)立的輸出排隊系統(tǒng)，從而 滿足對抖動和時延的確定性要求。
[002引 AFDX網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。AFDX網(wǎng)絡(luò)是一種W交換機(jī)為中也的星型結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中包括端系統(tǒng)和交換機(jī)兩部分。端系統(tǒng)是航空電子系統(tǒng)的一部分，通過10Mbps或者1