[发明专利]基于三级互联交换网络的调度方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种基于三级互联交换网络的调度方法、装置及系统。

背景技术

交换网络是连接路由器输入端口和输出端口的“桥梁”，是实现分组报文转发的核心网络。随着交换网络处理业务流量的增长，交换网络的容量需要不时升级，故，多采用多个交换单元构成的多级互联交换网络，其中三级互联交换网络是最常用的一种多级互联交互网络，三级互联交换网络由三级交换单元构成，即由第一级交换单元、中间级交换单元以及第三级交换单元构成。

交换网络的指标有：吞吐率(接近100％最佳)，平均信元(包)时延，信元(包)时延抖动，信元(包)丢失率，阻塞概率等。为了尽量优化性能，在交换网络中使用了很多适配调度算法，其中比较普遍适配调度算法为同时轮询调度(Concurrent Round-Robin Dispatching Scheme，以下简称为CRRD)算法。

在三级克洛斯CLOS网络中，通过CRRD算法进行适配调度。在适配调度的过程中发生两次匹配：入出端口匹配和路径匹配。其中，

入出端口匹配发生在第一级交换单元(以下简称为S1)中，具体为：S1中有排队的虚拟输出队列(Virtual Output Queue，以下简称为VOQ)向S1的所有出端发出请求，每个出端取本出端的窗口位置寄存器值，按照轮询方式，选择一个请求，并向该请求对应的VOQ发回承认；VOQ的仲裁器取出本VOQ的窗口位置寄存器值，按照轮询方式，从可能的出端发回的承认中选取一个接收。反复执行上述步骤，直到S1中排队的VOQ均接收到出端发回的承认。

路径匹配发生在中间级交换单元(以下简称为S2)中，具体为：S2的某个入端如果从对应S1的出端得到信息：有信元在该出端得到转发允许，S2的入端向该信元的目的地址所决定的S2的出端发出请求，S2的出端取出本端的窗口位置寄存器值，按照轮询方式，从可能的多个入端请求中选取一个来承认。

路径匹配得到承认后，对应的S1的VOQ发送排队的信元

由于每发送一个信元，都需要通过上述的请求-仲裁处理以实现适配调度，为了保证交换吞吐率最大，必须保证请求-仲裁周期小于发送一个信元的周期，而请求-仲裁处理的复杂度与端口数的平方*路径数成正比，在保证交换吞吐量的同时限制了交换网络的规模。

发明内容

本发明提供的一种基于三级互联交换网络的调度方法、装置及系统，解决了现有技术中采用CRRD算法进行适配调度，在保证交换吞吐量的同时限制了交换网络的规模的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种基于三级互联交换网络的调度方法，包括：

第一级交换单元获取出端口带宽地图信息，所述出端口带宽地图信息为根据输出模块的出端口的额定带宽以及输入模块的带宽需求为该输入模块分配的带宽；

所述第一级交换单元根据所述出端口带宽地图信息生成通道带宽地图信息，所述通道地图信息为同一个第一级交换单元与同一个第三级交换单元之间允许承载的带宽；

所述第一级交换单元根据所述通道地图信息生成路径带宽地图信息，所述路径带宽地图信息为同一个第一级交换单元与同一个第三级交换单元之间的每条路径允许承载的带宽；

在接收到数据流时，所述第一级交换单元根据数据流的目的地址将需要通过同一个第一级交换单元与同一个第三级交换单元到达输出模块的出端口的数据流缓存到一个队列中，并根据所述第一级交换单元与所述第三级交换单元之间的每条路径的路径带宽地图信息，将所述数据流通过各条路径发送给所述第三级交换单元。

另一方面，本发明实施例提供了一种第一级交换单元，包括：

第一获取单元，用于获取出端口带宽地图信息，所述出端口带宽地图信息为根据输出模块的出端口的额定带宽以及输入模块的带宽需求为该输入模块分配的带宽；

第一生成单元，用于根据所述第一获取单元获取的出端口带宽地图信息生成通道带宽地图信息，所述通道地图信息为同一个第一级交换单元与同一个第三级交换单元之间允许承载的带宽；

第二生成单元，用于根据所述第一生成单元生成的通道地图信息生成路径带宽地图信息，所述路径带宽地图信息为同一个第一级交换单元与同一个第三级交换单元之间的每条路径允许承载的带宽；