專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在彈性分組環(huán)上判斷過(guò)環(huán)流量超限的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彈性分組環(huán)(RPRResilient Packet Ring)，特別涉及彈性分組環(huán)上判斷通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量是否超過(guò)阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率的方法。
背景技術(shù)：
彈性分組環(huán)(RPR)技術(shù)于2000年提出，是一種在環(huán)形結(jié)構(gòu)上優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送的新型MAC層協(xié)議，它利用環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)MAC層的支撐協(xié)議解決帶寬共享、保護(hù)、QOS保證等分組業(yè)務(wù)傳輸中的問(wèn)題，由于其中、低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)帶寬受內(nèi)部算法控制，具有自動(dòng)調(diào)整的特性，因此稱(chēng)為彈性分組環(huán)。
RPR MAC能夠適應(yīng)多種物理層，可有效地傳送數(shù)據(jù)、話(huà)音、圖像等多種業(yè)務(wù)類(lèi)型。它融合了以太網(wǎng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，同時(shí)吸收了SDH環(huán)網(wǎng)的50ms快速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，并具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)、環(huán)路帶寬共享、公平分配、嚴(yán)格的業(yè)務(wù)分類(lèi)(COS)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目標(biāo)是在不降低網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性的前提下提供更加經(jīng)濟(jì)有效的城域網(wǎng)解決方案。
RPR的一個(gè)重要特點(diǎn)是通過(guò)公平算法，可以在各節(jié)點(diǎn)之間公平分配帶寬，并充分利用線(xiàn)路帶寬。公平算法基于對(duì)阻塞點(diǎn)的檢測(cè)和阻塞點(diǎn)帶寬的分配。在RPR環(huán)上，過(guò)環(huán)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于本地的上環(huán)業(yè)務(wù)，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)的公平算法允許本地業(yè)務(wù)上環(huán)，但因過(guò)環(huán)業(yè)務(wù)過(guò)多占用帶寬導(dǎo)致本地業(yè)務(wù)不能上環(huán)，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)就進(jìn)入阻塞狀態(tài)，稱(chēng)為阻塞點(diǎn)。阻塞點(diǎn)將按照本點(diǎn)阻塞的情況向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)速率指示，要求上游節(jié)點(diǎn)按這個(gè)速率發(fā)送過(guò)環(huán)業(yè)務(wù)，以解除本點(diǎn)的阻塞狀態(tài)，這個(gè)速率稱(chēng)為公平速率。RPR環(huán)上的節(jié)點(diǎn)周期性地向環(huán)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送固定格式的幀，指出當(dāng)前環(huán)上的阻塞情況和允許各點(diǎn)發(fā)送流量，稱(chēng)為公平幀；發(fā)送公平幀的周期稱(chēng)為公平周期。公平幀中包括了當(dāng)前阻塞點(diǎn)的地址、當(dāng)前阻塞點(diǎn)距本點(diǎn)的距離、阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率等信息。
根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的阻塞情況和業(yè)務(wù)流量，一個(gè)RPR環(huán)可分為多個(gè)區(qū)域，在不同的區(qū)域上有不同的公平速率，從而達(dá)到充分利用環(huán)路帶寬的效果，這樣的一個(gè)區(qū)域稱(chēng)為阻塞域。如圖1中所示，S6節(jié)點(diǎn)發(fā)生阻塞后，發(fā)送公平速率10給上游節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)S5調(diào)整本點(diǎn)的上環(huán)業(yè)務(wù)流量為10，而且檢測(cè)到由上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送經(jīng)本點(diǎn)通過(guò)S6的流量為(10+4+3+2)＝19，大于阻塞點(diǎn)S6發(fā)布的公平速率，于是S5向S4轉(zhuǎn)發(fā)公平速率10；S4調(diào)整本點(diǎn)的上環(huán)業(yè)務(wù)流量為10，而且檢測(cè)到上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)通過(guò)本點(diǎn)到達(dá)S6的流量為(2+3+4)＜10，小于阻塞點(diǎn)S6發(fā)布的公平速率，而且S4不阻塞，所以不再轉(zhuǎn)發(fā)公平速率10，而向上游發(fā)送FULL_RATE。這樣S6-S4成為一個(gè)阻塞域，其中S6是阻塞域的頭，S4是阻塞域的尾。阻塞域劃分的詳細(xì)規(guī)則可參見(jiàn)RPR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《IEEE Draft P802.17 D3.3》。
從上面的描述可看到，通過(guò)劃分阻塞域，使那些與造成S6阻塞的業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的節(jié)點(diǎn)不受S6發(fā)布的公平速率控制，可以充分利用帶寬。為劃分阻塞域，RPR節(jié)點(diǎn)必須判斷通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量是否大于阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率。由于RPR環(huán)承載的是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具有業(yè)務(wù)突發(fā)的特點(diǎn)，在短時(shí)間內(nèi)業(yè)務(wù)是按線(xiàn)速發(fā)送的，所以無(wú)法直接用瞬時(shí)業(yè)務(wù)流量與公平速率進(jìn)行比較。通常采用的方法是對(duì)阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率和通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量進(jìn)行低通濾波，比較低通濾波后的值，詳細(xì)描述可參考RPR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《IEEE Draft P802.17 D3.3》。但低通濾波過(guò)濾掉大量的細(xì)節(jié)，造成判斷的精度大大降低。特別在兩者比較接近的情況下，容易發(fā)生誤判，從而造成阻塞域的錯(cuò)誤劃分，從而可能導(dǎo)致兩種后果，一種是將阻塞域繼續(xù)向后延伸，造成帶寬的浪費(fèi)；一種是提前結(jié)束阻塞域，使后面的節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)不受控制，造成阻塞點(diǎn)的阻塞狀態(tài)無(wú)法結(jié)束，從而破壞了RPR環(huán)的公平性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)阻塞點(diǎn)過(guò)環(huán)流量判斷精度不高、容易誤判的缺點(diǎn)，提出一種在彈性分組環(huán)上采用令牌桶判斷過(guò)環(huán)流量超限的方法。
一種在彈性分組環(huán)上判斷過(guò)環(huán)流量超限的方法，包括下列步驟步驟一、在檢測(cè)點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)令牌桶，用于存放令牌；步驟二、判斷是否到達(dá)了一個(gè)公平周期，如果是則繼續(xù)，否則執(zhí)行步驟十一；步驟三、判斷阻塞點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間的距離是否發(fā)生變化，如果是則繼續(xù)，否則執(zhí)行步驟五；步驟四、清空令牌桶中的令牌；步驟五、判斷令牌桶中的令牌是否小于預(yù)先設(shè)定的閾值，如果是則繼續(xù)，否則執(zhí)行步驟七；步驟六、當(dāng)前通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量大于等于當(dāng)前的公平速率，設(shè)置過(guò)環(huán)流量超限標(biāo)志；執(zhí)行步驟八；步驟七、當(dāng)前通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量小于當(dāng)前的公平速率，清除過(guò)環(huán)流量超限標(biāo)志；步驟八、按阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率增加令牌桶內(nèi)的令牌數(shù)；步驟九、判斷令牌桶是否上溢，如果是則繼續(xù)，否則返回執(zhí)行步驟二；步驟十、將令牌桶內(nèi)的令牌數(shù)置為“閾值+一個(gè)公平周期內(nèi)線(xiàn)路最大發(fā)送字節(jié)數(shù)”；返回執(zhí)行步驟二；步驟十一、判斷是否檢測(cè)到一個(gè)通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)包，如果是則繼續(xù)，否則返回執(zhí)行步驟二；步驟十二、按照檢測(cè)到的包長(zhǎng)減少令牌桶內(nèi)的令牌數(shù)；步驟十三、判斷令牌桶是否下溢，如果是則清空令牌桶中的令牌后返回執(zhí)行步驟二；否則直接返回執(zhí)行步驟二。
采用本發(fā)明所述的方法，利用令牌桶的空滿(mǎn)來(lái)判斷通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量是否超過(guò)阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率，避免因低通濾波造成的細(xì)節(jié)丟失，提高了判斷的準(zhǔn)確性，從而使阻塞域的劃分更準(zhǔn)確，保證了帶寬的充分利用和RPR環(huán)的公平性。


圖1是彈性分組環(huán)上劃分阻塞域的示意圖；
圖2是本發(fā)明提出的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程。
圖1已經(jīng)在背景技術(shù)中進(jìn)行過(guò)說(shuō)明。
圖2是本發(fā)明提出的方法的流程圖。如圖2所示，結(jié)合具體實(shí)施例，本發(fā)明提出的方法包括下列步驟第一步在檢測(cè)點(diǎn)建立一個(gè)令牌桶，用于存放令牌。本發(fā)明中所述的令牌桶(token bucket)的定義符合ietf rfc3290中對(duì)令牌桶的描述與定義。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，令牌桶使用15位的計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)器的值代表令牌數(shù)，每個(gè)令牌對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)，檢測(cè)點(diǎn)在RPR環(huán)線(xiàn)路處。
第二步是否到達(dá)了一個(gè)公平周期？在本例中，一個(gè)公平周期是100微秒。如果是轉(zhuǎn)入第三步。否則轉(zhuǎn)入第十一步。
第三步阻塞點(diǎn)距檢測(cè)點(diǎn)的距離是否發(fā)生變化？在本例中，阻塞點(diǎn)的距離可以用接收到的公平包中攜帶的TTL表示，如果本次接受到的公平包中的TTL與上次不同，認(rèn)為阻塞點(diǎn)發(fā)生變化。如果是轉(zhuǎn)入第四步，否則轉(zhuǎn)入第五步。
第四步將令牌桶中的令牌清空，即將計(jì)數(shù)器清零，本步驟是為了避免因阻塞點(diǎn)改變?cè)斐慑e(cuò)誤的判斷。
第五步用令牌桶中的令牌數(shù)與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，本例中閾值設(shè)定為0x2000，如果令牌數(shù)低于閾值轉(zhuǎn)入第六步，否則轉(zhuǎn)入第七步。閾值的設(shè)定與線(xiàn)路帶寬相關(guān)，可以設(shè)定為略大于線(xiàn)路帶寬。
第六步判斷當(dāng)前通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量大于等于當(dāng)前的公平速率，設(shè)置過(guò)環(huán)流量超限標(biāo)志。完成后轉(zhuǎn)入第八步。
第七步判斷當(dāng)前通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量小于當(dāng)前公平速率，清除過(guò)環(huán)流量超限標(biāo)志。
第八步令牌桶內(nèi)的令牌增加一次，增加值為當(dāng)前收到的公平速率。
第九步令牌桶發(fā)生上溢？即作加法時(shí)計(jì)數(shù)器是否溢出。如果是，轉(zhuǎn)入第十步，否則轉(zhuǎn)入第二步。
第十步將令牌數(shù)降低到(閾值+一個(gè)公平周期內(nèi)線(xiàn)路最大發(fā)送字節(jié)數(shù))。在本例中，閾值為0x2000，一個(gè)公平周期內(nèi)線(xiàn)路最大發(fā)送字節(jié)數(shù)為0x1D40。本步驟是為了提高對(duì)新增業(yè)務(wù)的響應(yīng)速度。完成后轉(zhuǎn)入第二步。
第十一步檢測(cè)到一個(gè)通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)包？如果是，轉(zhuǎn)第十二步，否則轉(zhuǎn)第二步。
第十二步根據(jù)包長(zhǎng)減少令牌桶中令牌數(shù)。在本例中，直接用計(jì)數(shù)器的值減去包的字節(jié)數(shù)。完成后轉(zhuǎn)入第十三步。
第十三步令牌桶發(fā)生下溢？即作減法時(shí)計(jì)數(shù)器是否溢出。如果是，轉(zhuǎn)第十四步。否則轉(zhuǎn)第二步。
第十四步將令牌桶中的令牌清空，即將計(jì)數(shù)器清零。轉(zhuǎn)入第二步。
權(quán)利要求
1.一種在彈性分組環(huán)上判斷過(guò)環(huán)流量超限的方法，其特征在于包括下列步驟步驟一、在檢測(cè)點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)令牌桶，用于存放令牌；步驟二、判斷是否到達(dá)了一個(gè)公平周期，如果是則繼續(xù)，否則執(zhí)行步驟十一；步驟三、判斷阻塞點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間的距離是否發(fā)生變化，如果是則繼續(xù)，否則執(zhí)行步驟五；步驟四、清空令牌桶中的令牌；步驟五、判斷令牌桶中的令牌是否小于預(yù)先設(shè)定的閾值，如果是則繼續(xù)，否則執(zhí)行步驟七；步驟六、當(dāng)前通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量大于等于當(dāng)前的公平速率，設(shè)置過(guò)環(huán)流量超限標(biāo)志；執(zhí)行步驟八；步驟七、當(dāng)前通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量小于當(dāng)前的公平速率，清除過(guò)環(huán)流量超限標(biāo)志；步驟八、按阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率增加令牌桶內(nèi)的令牌數(shù)；步驟九、判斷令牌桶是否上溢，如果是則繼續(xù)，否則返回執(zhí)行步驟二；步驟十、將令牌桶內(nèi)的令牌數(shù)置為“閾值+一個(gè)公平周期內(nèi)線(xiàn)路最大發(fā)送字節(jié)數(shù)”；返回執(zhí)行步驟二；步驟十一、判斷是否檢測(cè)到一個(gè)通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)包，如果是則繼續(xù)，否則返回執(zhí)行步驟二；步驟十二、按照檢測(cè)到的包長(zhǎng)減少令牌桶內(nèi)的令牌數(shù)；步驟十三、判斷令牌桶是否下溢，如果是則清空令牌桶中的令牌后返回執(zhí)行步驟二；否則直接返回執(zhí)行步驟二。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟一中的檢測(cè)點(diǎn)在彈性分組環(huán)線(xiàn)路處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟一中的令牌桶用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)器的值代表令牌數(shù)，每個(gè)令牌對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟三中檢測(cè)點(diǎn)到阻塞點(diǎn)的距離可以用接收到的公平包中攜帶的TTL表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟五中預(yù)先設(shè)定的閾值設(shè)定為略大于線(xiàn)路帶寬。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在彈性分組環(huán)上判斷過(guò)環(huán)流量超限的方法，通過(guò)在檢測(cè)點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)令牌桶，令牌桶內(nèi)的令牌根據(jù)公平速率周期增加，根據(jù)檢測(cè)到的阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)包的包長(zhǎng)動(dòng)態(tài)減少，通過(guò)令牌桶內(nèi)的令牌與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較來(lái)判斷當(dāng)前通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量是否超限。采用本發(fā)明所述的方法，利用令牌桶的空滿(mǎn)來(lái)判斷通過(guò)阻塞點(diǎn)的過(guò)環(huán)流量是否超過(guò)阻塞點(diǎn)發(fā)布的公平速率，避免因低通濾波造成的細(xì)節(jié)丟失，提高了判斷的準(zhǔn)確性，從而使阻塞域的劃分更準(zhǔn)確，保證了帶寬的充分利用和RPR環(huán)的公平性。
文檔編號(hào)H04L12/427GK1758623SQ20041008047
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月10日
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