[实用新型]用于连接以太网与光突发交换网络的边缘节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及光突发交换(OBS)网络中的边缘节点结构，主要涉及光突发交换网络与以太网(Ethernet)之间的边缘节点。

技术背景

在通信网中，除了用户线外，传统的电缆都已被光纤取代。光纤具有低传输损耗和高传输带宽的特性，以及波分复用(WDM)技术在传输网中的应用，使得网络干线的传输带宽可达几个T比特每秒。但是，目前网络节点的交换能力不足，成为限制当前网络发展的一个瓶颈。为了增加交换能力、降低交换成本，改进传统的光交换技术势在必行。光突发交换(OBS)技术是实现未来高速、大容量传输网络的一项富有前景的技术。它融合了光电路交换(OCS)技术和光分组交换(OPS)技术的优点，同时避免了OCS技术交换粒度大，无法实现统计复用，以及OPS技术中光缓存等技术不成熟的缺点，因此近年来得到业界广泛关注。另一方面，以太网的出现已有30来年的历史，但是由于其不断更新技术，注入新的活力，使之经受住了时间的考验，成为世界上应用最广泛、最普及的网络技术。为了消除网络瓶颈，光通信技术正从骨干传输环节向网络边缘渗透。以以太网技术为代表的分组交换技术正在从局域网向城域网甚至广域网延伸。因此，以太网和光通信，这两种极具生命和潜力的先进技术不可避免地在以城域网为中心的应用范围内融合。正是在这样的背景下，基于光突发交换技术的以太网接入成为研究热点。

经过对现有的技术文献检索发现，与本实用新型最接近的已有技术是由北京邮电大学硕士学位论文《OBS及LOBS网络边缘节点及核心节点的FPGA设计》(甘历，2006年)中提出的OBS网络边缘节点结构设计方案，然而却没有考虑采用队列管理机制，因此在网络数据传输存在突发性的情况下，这种设计方案无法改善边缘节点处的拥塞情况。并且，该设计方案采用了多块现场可编程门阵列(FPGA)分别完成汇聚和调度功能，增加了实际应用过程中的设计成本。

发明内容

为克服现有技术在网络数据传输存在突发性的情况下，无法改善边缘节点处的拥塞的缺点，本实用新型提供了一种能连接以太网和光突发交换网络，实现以太网帧与OBS突发包之间的全双工转换，在网络数据传输存在突发性的情况下，能够对拥塞进行早期检测，能改善边缘节点处的拥塞的用于连接以太网与光突发交换网络的边缘节点。

用于连接以太网与光突发交换网络的边缘节点，包括：实现以太网帧的物理层接入的物理层设备，将来自以太网的数据传送至光突发交换网的第一交换模块和将来自光突发交换网的数据传送至以太网的第二交换模块；

所述的第一交换模块包括：解析以太网帧获取其目的地址、并将该以太网帧组装为BCP突发包和BDP突发包的解以太网帧-组突发包单元，对突发包的拥塞执行早期检测、在路由器缓冲队列溢出前降低发送速率、并将各突发包按其目的地址存储的队列管理单元，和寻找空闲的控制信道、以空闲控制信道对应的波长将BCP突发包发送至光突发交换网的光电接口，并寻找空闲的数据信道、以空闲数据信道对应的波长将与该BCP对应的BDP突发包发送至光电接口的调度单元；

所述的第二交换模块包括：区分BCP突发包和BDP突发包、并在寻找到BDP突发包后删除与其对应的BCP突发包、再将BDP突发包转换为以太网帧的解突发包-组以太网帧单元，将各以太网帧按其目的地址存储的分类暂存单元，寻找空闲的以太网接口、通过空闲接口将以太网帧发送至对应的物理层设备的接口、实现物理接入的查询单元。

进一步，所述的解以太网帧-组突发包单元包括：根据以太网帧格式、识别出以太网帧的数据校验和目的地址的分解子单元，采用校验算法对以太网帧进行运算、将运算结果与以太网帧的数据校验比对、并将运算结果与数据校验一致的以太网帧存入与目的地址一一对应的数据块的校验子单元，和将数据块中的以太网帧根据BDP突发包的协议格式组装成BDP突发包、并根据BDP突发包的信息、根据BCP的协议格式组装成BCP突发包的组突发包子单元；每个数据块均有一个与之对应的第一定时器，所述的组突发包子单元根据定时器中预设的汇聚时间组装突发包。

进一步，所述的队列管理单元包括：计算当前的缓冲队列的平均队列长队、根据队列长度决定丢弃或存储突发包的计算子单元，记录需丢弃的突发包标号的、将突发包丢弃的丢包子单元和与突发包的目的地址一一对应、存储突发包的存储列表。