[发明专利]一种顺序感知的片上网络路由方法和网络路由器

权利要求书

1.一种顺序感知的片上网络路由方法，其特征是：基于一个标准的虚通道路由器来实现，一个标准虚通道路由器的一个输入端口有多个虚通道，并且应用了虚通道流控；一个虚通道路由的组件被分成两类：数据路径组件和控制面板组件，数据路径组件处理数据包的存储和移动，包括输入缓存，一个开关，一组输出缓存；控制面板组件负责协调数据包在数据路径资源中的移动；对于虚通道路由器，控制面板组件执行路由计算、多虚拟通道分配、数据包重排序和开关分配；当数据包在等待虚拟通道、开关带宽和通道带宽的时候，输入缓冲区保存数据切片；输入缓冲区在各虚拟通道之间均匀划分；每个虚拟通道缓冲区采用链表数据结构；在标准虚通道路由器中使用了通用交叉开关，每个输出缓存都使用单个先进先出缓冲区；控制面板组件对输入缓冲区中的数据包进行重新排序，重新排序仅在尾片到达时触发，利用切片信息感知数据包的顺序，将切片插入到适当的位置并保持数据包的顺序；每次数据包进入虚拟通道的时候都执行重排序，数据包切片包含fid和pid字段，fid是它所属的流的标识符，pid是流中的数据包的序列号，当一个链表中数据包切片的fid等于到来数据包的fid时，二者的pid进行比较，如果前者大于后者，则将到来数据包和链表中数据包交换位置，从而在链表的尾部创建一个新的数据节点，按照上述操作，依次遍历整个链表；通过顺序感知开关分配器在输入端口和输出端口之间执行匹配，该分配器通过利用数据包信息来检测数据包的顺序，分配器根据三个规则考虑请求并执行分配：只有在声明相应的请求时才能声明授权；每个输入最多声明一个授权；每个输出最多声明一个授权；

用乱序程度对数据包重排序进行度量，接收端的OOD测量公式是：OOD＝max((Pos(small)-Pos(large))-Num(less))，式中，Pos(small)表示两个数据包中，pid编号小的但是到达比较晚的数据包的位置坐标；Pos(large)表示两个数据包中，pid编号大的但是到达早的那个数据包的位置坐标；Num(less)表示到达序列中这两个数据包之间的pid比这两个数据包的pid都小的数据包个数；在OOD测量时，首先将到达序列转换为自然数序列；对于每个期望的数据包，本发明从第一个缓冲的数据包的位置，遍历到序列的末尾，序列中位于它之前的所有数据包都将按顺序排列并从重排序缓冲区中恢复；如果找到了期望数据包，则期望的数据包增加1，并且临时乱序度被更新；否则，程序被中断，由于预期的数据包丢失，因此序列中的后续数据包也无法处理。

2.根据权利要求1所述的顺序感知的片上网络路由方法，其特征是，其所用的标准虚通道路由器的流水线由四个阶段组成：路由计算、虚拟通道分配、开关分配和开关通过。

3.根据权利要求1所述的顺序感知的片上网络路由方法，其特征是：当数据切片即将进入虚拟通道时，重排序逻辑将通过比较fid字段来找到该虚拟通道缓存中与其属于相同流的所有切片，然后通过比较pid字段对它们在该切片内进行重新排序，其他切片不做改动。

4.根据权利要求1所述的顺序感知的片上网络路由方法，其特征是：重排序过程并行实现，将到来的数据包的fid和pid与链表中的数据包对应项并行地比较。

5.根据权利要求1所述的顺序感知的片上网络路由方法，其特征是：当来自不同输入端口的属于同一个流的数据包争用同一个输出端口时，顺序感知开关分配器优先选择较低pid的数据包。