[发明专利]一种信元保序方法及装置有效
申请号: | 201710321659.0 | 申请日: | 2017-05-09 |
公开(公告)号: | CN107241156B | 公开(公告)日: | 2019-03-22 |
发明(设计)人: | 张伟;黄元波;洪金 | 申请(专利权)人: | 烽火通信科技股份有限公司 |
主分类号: | H04J3/06 | 分类号: | H04J3/06 |
代理公司: | 北京捷诚信通专利事务所(普通合伙) 11221 | 代理人: | 王卫东 |
地址: | 430000 湖北省武*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 信元保序 方法 装置 | ||
技术领域
本发明涉及CLOS交换网络,具体涉及一种信元保序方法及装置。
背景技术
基于信元的CLOS交换网络具有无阻塞、可扩展和大容量的特点,目前已成为交换芯片的主流。CLOS交换网络包含IM(输入模块),CM(中间模块)和OM(输出模块),采用折叠方式,IM和OM功能可在一块芯片内实现,而CM则在另一块芯片中实现,他们可组成3级的CLOS结构,并且可以很容易扩展成5级CLOS结构。
为了提高延时性能和减少缓存容量,目前主流的CLOS交换网络中都是以信元为基本单位进行交换的,IM需把数据包切分成信元送往CM,CM完成信元的交换,OM则需要把信元重新组成原来的数据包并输出。
图1所示为常见的CLOS信元交换网络架构,在该交换架构中,为了提高网络的性能,IM需要把同一个数据包的所有信元负载均衡的送到不同的交换平面CM,但随之也会带来问题,经过不同CM到达同一个OM的延时可能会不一样,这样可能导致数据包乱序和信元乱序,如果不做信元保序,OM需要消耗大量的资源来解决这个问题。
目前,信元保序的主要采用的方案是在IM给信元打全局时戳,在CM和OM执行最早信元先出,从而实现在OM完成信元保序,进一步完成包重组,该方案最大的优点是在OM排序完成之后,数据包自然完成重组,无需专门的重组缓存空间,同时存在以下缺点:
(1)、在进行信元切分时需要保留、添加较多信息构成全局时戳、且参与比较的全局时戳位宽较大,导致链路开销较多;在该方案中,在IM把包切分成信元时,不仅需要保留包的源编号(输入模块号和输入端口号)、目的编号(输出模块号和输出端口号),用于把信元送达目的地的路由信息,还需要增加包切分必须的包序列号、分片编号等,用于把信元还原成包的切片信息,以及信元保序所需的时戳等保序信息,组成全局时戳(时戳,源编号,分片编号),对于同一个包的所有分片,时戳同为首个分片的时戳,这些为信元层面引入很多开销,必定会降低系统的效率。
(2)在CM和OM根据全局时戳执行最老信元先出的原则,在CM和OM选择最老信元的排序算法复杂度较高;假设在CM中所有的IQ都存在信元需要发送,我们需要对所有IQ的首个信元进行比较,选择出最老的信元进行发送,通常的最老信元判断原则如下:首先比较信元的时戳Timestamp,时戳Timestamp最小,则信元最老;如果时戳Timestamp相同,则比较信元的源编号Source Id,源编号Source Id最小,则信元最老;如果源编号Source Id也相同,则比较分片编号Fragment Id,分片编号Fragment Id最小的信元是最老的(同一个包的Fragment Id不可能相同);同样的,在OM也要按照上述原则选出最老信元,在进行重组,还原成包,排序算法十分繁琐,实现复杂度非常高。
同时,随着PTN(分组传送网,Packet Transport Network)和OTN(光传送网,Optical Transport Network)的发展,两者不仅在设备层面发生融合,而且开始在芯片层面融合,这样,在CLOS交换网络同时进行PTN和OTN业务交换时,由于OTN业务对时延和抖动有较高要求,因此只在链路层面公用,在芯片层面需要分别处理PTN和OTN的业务,无论是在IM、CM或者OM,都需要把PTN和OTN业务分开处理,避免PTN业务影响OTN业务的性能,而为了PTN和OTN业务都能顺利保序,则需要在切分信元时分别为PTN和OTN业务的信元打上两个全局时戳,如果仍采用目前的保序方法,链路开销就更大了,排序算法的复杂度也将加倍。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有信元保序方案链路开销较大,选择最老信元的排序算法复杂度较高的问题。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是提供一种信元保序方法,包括以下步骤:
IM模块将收到的正常业务包切分成业务信元,并为每个信元添加路由信息、切片信息以及为不同业务类型的信元添加对应的时戳,与IM模块记录的不同业务的重组描述和重组状态一起发送出去;
CM模块通过比较信元时戳,对IM模块发送的信元,按照不同业务类型分别进行从最老信元到最新信元的排序,并根据排序结果输出;
OM模块接收各个CM模块发送的信元,并通过比较信元时戳,按照不同业务类型的信元分别进行从最老信元到最新信元的排序;再根据对不同业务的时戳信息以及重组描述和重组状态,对不同业务的信元分别进行信元重组。
在上述方法中,当IM模块无业务信元需要发送时,直接发送时戳信元。
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