[发明专利]一种基于变长粒度的数据融合传输与调度的装置

权利要求书

1.一种基于变长粒度的数据融合传输与调度的装置，其特征在于，包括hash模块、状态处理模块、网络感知模块和转发模块；

所述hash模块用于：获取外部交换机接收的数据包的头部信息，对数据包的头部信息的元组信息进行哈希运算，获得与元组信息对应的哈希值；基于该哈希值，对数据包进行分组；

所述状态处理模块具有状态表和状态转移操作指令，并根据所述hash模块、所述网络感知模块和所述转发模块的逻辑对状态表进行更新；

所述网络感知模块获得数据包转发路径的网络参数，并根据该网络参数构建数据包的转发策略，以及将该网络参数进行预处理并更新同步至所述状态表；

所述转发模块用于：根据状态表动态调整转发策略，并基于该动态调整的转发策略实现可变长粒度的转发调度；

所述状态处理模块的状态表包括流状态表和路径状态表；

所述流状态表用于记录流和数据包的状态；所述路径状态表用于记录每个路径的当前状态；

所述流状态表记录流和数据包的状态的参数包括：哈希值、流的当前数据包个数、流的初始转发路径和流的当前转发路径；

所述路径状态表记录的每个路径当前状态参数包括：路径的端口号、路径的可用状态、连续判定为拥塞的次数和路径的权重；

所述路径的权重通过获得，式中，bw_i表示与编号为i的端口相对应的路径的带宽，W_i表示端口i对应的路径的权重；

所述网络感知模块获得数据包转发路径的网络参数包括数据包转发路径的网络吞吐量和时延信息；

所述转发模块根据状态表动态调整转发策略，并基于该动态调整的转发策略转发数据包的过程包括动态选路算法和数据流拆分算法；

所述动态选路算法的过程具体包括：

根据数据包的当前转发端口，并结合预设轮询选路策略获取数据包的临时转发端口；根据该临时转发端口的信息，在所述路径状态表中获取该临时转发端口对应的路径的网络状态，判断该网络状态是否有效；若有效，执行下一个步骤；否则，将数据包的当前转发端口更新为所述临时转发端口，并重复执行本步骤；

获取外部交换机中所述临时转发端口对应的数据包队列深度，并与预设网络拥塞判定阈值相比较；若该数据包队列深度未超过该网络拥塞判定阈值，则返回所述临时转发端口，并更新所述路径状态表；否则，执行下一个步骤；

从所述路径状态表中获取所述临时转发端口对应的拥塞的次数的字段值，并与预设的路径中断判定阈值相比较；若该拥塞的次数的字段值不小于路径中断判定阈值，则将所述临时转发端口对应的路径的可用状态更新为不可用，并将所述临时转发端口对应的路径的权重值更新为0，并返回执行第一个步骤；否则，执行下一个步骤；

更新所述临时转发端口对应的路径的拥塞的次数的字段值，并获取所有可用端口的优先级队列深度值，将所述临时转发端口的信息更新为队列深度最小的路径对应的端口的信息，返回所述临时转发端口；

所述数据流拆分算法的过程具体包括：

初始化流状态表和预设阈值参数信息；

基于哈希值，对数据包按照数据包所属流进行分类；

基于所述流状态表中的流的当前数据包个数的字段值和路径状态表中路径的权重字段值将流数据拆分为不同粒度的小流进行转发，该小流所包含的数据包的数量由决定；式中，min(W)表示权重数组的最小值；

当前小流转发完成后，调用动态选路算法获取下一个小流的转发路径。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的hash模块获取外部交换机接收的数据包的头部信息，对数据包的头部信息的元组信息进行哈希运算，获得与元组信息对应的哈希值包括：

所述hash模块通过哈希函数H(·)＝CRC16(five-tuple)modN (1)获得数据包的头部信息的五元组信息对应的哈希值；

式中，N决定了状态模块中流状态表的表规模，five-tuple表示当前数据包的五元组信息。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述可变长 粒度的单位包括包粒度、流粒度和小流粒度。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括控制接口；外部终端通过该控制接口与所述网络感知模块通信连接；所述网络感知模块接收外部终端的控制指令，改变所获取数据包转发路径的网络参数的类型和获取周期。