專利名稱：一種單播和多播集成調(diào)度裝置、交換系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種單播和多播集成調(diào)度裝置、交換系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
CICQ (Combined Input and Crosspoint Queued Switch Fabric,^^ 換結(jié)構(gòu))由于隔離了輸入端口和輸出端口之間的帶寬沖突，采用分布式與并行調(diào)度策略， 其交換性能優(yōu)于Buffer-less Crossbar結(jié)構(gòu)，在高速交換方面顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。調(diào)度方法是高速交換的關(guān)鍵技術(shù)，負(fù)責(zé)解決多個(gè)輸入端口和輸出端口間的匹配， 使數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)出現(xiàn)沖突。CICQ架構(gòu)中單播調(diào)度方法主要有三種，但涉及多播調(diào)度的方法 較少，單多播集成調(diào)度的方法更少。單、多播集成調(diào)度方法有以下幾種1)單播優(yōu)先調(diào)度，如果沒(méi)有單播信元?jiǎng)t選擇 多播信元進(jìn)行調(diào)度；2)多播優(yōu)先調(diào)度，如果沒(méi)有多播信元?jiǎng)t選擇單播信元進(jìn)行調(diào)度；3)單 多播調(diào)度按照時(shí)隙的奇偶性進(jìn)行，如奇數(shù)時(shí)間槽單播優(yōu)先調(diào)度，偶數(shù)時(shí)間槽多播優(yōu)先調(diào)度。 方法1)和2)不能保證多播和單播信元的時(shí)延和抖動(dòng)，方法3)調(diào)度時(shí)隙固定，導(dǎo)致吞吐率不高。從公開(kāi)發(fā)表的論文、專利來(lái)看，緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)中如何簡(jiǎn)單有效實(shí)現(xiàn)單、多 播集成調(diào)度還沒(méi)有很好的解決方法，因此導(dǎo)致系統(tǒng)吞吐率不高等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種單播和多播集成調(diào)度裝置、交換系統(tǒng)及方法， 以提高系統(tǒng)吞吐率。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種單播和多播集成調(diào)度裝置，包括流量 監(jiān)測(cè)模塊和輸入端口調(diào)度器，其中所述流量監(jiān)測(cè)模塊，用于定期監(jiān)測(cè)輸入端口中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信 息，并將所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息發(fā)送給所述輸入端口調(diào)度器；所述輸入端口調(diào)度器，用于獲取輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例 信息，根據(jù)所述輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息確定單播隊(duì)列和多播 隊(duì)列的時(shí)間槽比例；并獲取交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息；根據(jù)所述單播隊(duì) 列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例、交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息進(jìn)行單播信元或 多播信元調(diào)度。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種單播和多播集成調(diào)度交換系統(tǒng)，包括所述單播和多播 集成調(diào)度裝置和交換芯片，所述交換芯片包括緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)和輸出端口調(diào)度器; 其中所述輸出端口調(diào)度器，用于將所述緩沖交叉開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)緩存中的單播信元 或者多播信元調(diào)度出所述緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種單播和多播集成調(diào)度方法，基于緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)，該方法包括所述輸入端口調(diào)度器獲取輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息， 根據(jù)所述輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列 的時(shí)間槽比例；并獲取交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息；所述輸入端口調(diào)度器根據(jù)所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例、交叉點(diǎn)緩存的 狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息將單播信元或多播信元調(diào)度入交叉點(diǎn)緩存。本發(fā)明實(shí)施例提供的方法、裝置和系統(tǒng)根據(jù)單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信 息，動(dòng)態(tài)地調(diào)整單播和多播調(diào)度時(shí)間槽的比例，使得單播隊(duì)列和多播隊(duì)列得到較為公平的 服務(wù)，提高了系統(tǒng)的吞吐率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種單播和多播集成調(diào)度裝置的應(yīng)用的交換系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例中一種輸入端口調(diào)度器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中一種輸出端口調(diào)度器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中一種單播和多播集成調(diào)度裝置內(nèi)部運(yùn)行意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中一種單播和多播集成調(diào)度方法的流程示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的單播調(diào)度方法的流程示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例中的多播調(diào)度方法的流程示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例中的輸出端口調(diào)度方法的流程示意具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供一種單播和多播集成調(diào)度裝置和交換系統(tǒng)，具體應(yīng)用于如圖1所示。 該交換系統(tǒng)包括線卡101和交換芯片102。線卡101與交換芯片102相連。該線卡101與 η個(gè)輸入端口 UQ對(duì)應(yīng)，每個(gè)輸入端口 UQ對(duì)應(yīng)一個(gè)線卡。每個(gè)線卡分別包括輸入端口緩存 103和集成調(diào)度裝置104。或者，可以由集成調(diào)度裝置104和交換芯片102組成交換系統(tǒng)。 集成調(diào)度裝置104包括流量監(jiān)測(cè)模塊107和輸入端口調(diào)度器108。如圖2所示，輸入端口調(diào) 度器108包括單播輪詢轉(zhuǎn)輪以及多播輪詢轉(zhuǎn)輪。單播輪詢轉(zhuǎn)輪用于實(shí)現(xiàn)單播輪詢調(diào)度，單 播輪詢轉(zhuǎn)輪包括流轉(zhuǎn)輪和信元轉(zhuǎn)輪，流轉(zhuǎn)輪用于實(shí)現(xiàn)單播的流調(diào)度，信元轉(zhuǎn)輪用于實(shí)現(xiàn)單 播的信元調(diào)度；多播輪詢轉(zhuǎn)輪用于實(shí)現(xiàn)多播輪詢調(diào)度。交換芯片102包括CICQ結(jié)構(gòu)105和輸出端口調(diào)度器106。CICQ結(jié)構(gòu)105的每個(gè) 交叉點(diǎn)包括交叉點(diǎn)緩存ΧΡ。該輸出端口調(diào)度器106與η個(gè)輸出端口對(duì)應(yīng)，每個(gè)輸出端口對(duì) 應(yīng)一個(gè)輸出端口調(diào)度器。如圖3所示，每個(gè)輸出端口調(diào)度器包括流轉(zhuǎn)輪和信元轉(zhuǎn)輪，流轉(zhuǎn)輪 用于實(shí)現(xiàn)流調(diào)度，信元轉(zhuǎn)輪用于信元調(diào)度。如圖4所示，在輸入端口緩存103中建立對(duì)應(yīng)各輸出端口的單播隊(duì)列(UQ)和多播 隊(duì)列(MQ)，所述單播隊(duì)列采用VOQ (Virtual Output Queued)技術(shù)入隊(duì)。已建立的單播隊(duì) 列和多播隊(duì)列的所有隊(duì)頭信元向集成調(diào)度裝置104中的輸入端口調(diào)度器108發(fā)送信元調(diào)度 請(qǐng)求信息；集成調(diào)度裝置104將輸入端口緩存103中的單播隊(duì)列和/或多播隊(duì)列(MQ)的 信元調(diào)度進(jìn)交換芯片102上的CICQ結(jié)構(gòu)105內(nèi)的交叉點(diǎn)緩存XP中；CICQ結(jié)構(gòu)105上的交叉點(diǎn)緩存XP接收到集成調(diào)度裝置104調(diào)度出的單播信元和/或多播信元，并將交叉點(diǎn)緩存 XP是否阻塞的狀態(tài)信息反饋給集成調(diào)度裝置104上的輸入端口調(diào)度器108 ；集成調(diào)度裝置 104上的流量監(jiān)測(cè)模塊107用于定期監(jiān)測(cè)輸入端口流量信息中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量 比例信息，并將監(jiān)測(cè)到的輸入端口流量信息中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息發(fā)送給 輸入端口調(diào)度器108 ；輸入端口調(diào)度器108則接收流量監(jiān)測(cè)模塊107發(fā)送的單播隊(duì)列和多 播隊(duì)列的流量比例信息，以確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列時(shí)間槽的比例；并接收所述交叉點(diǎn)緩 存狀態(tài)信息和所述信元調(diào)度請(qǐng)求信息，并根據(jù)所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例進(jìn)行 單播信元或多播信元的調(diào)度。即將單播隊(duì)列或者多播隊(duì)列信元調(diào)度至交叉點(diǎn)緩存XP中，并 緩存等待的多播或者單播信元調(diào)度請(qǐng)求；輸出端口調(diào)度器106用于將交叉點(diǎn)緩存XP中的單 播信元或者多播信元調(diào)度出交換芯片102。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種單播和多播集成調(diào)度方法，該方法的一種應(yīng)用場(chǎng)景如圖 1所示。如圖5所示，該方法包括步驟401 建立單播隊(duì)列和多播隊(duì)列。步驟402 定期監(jiān)測(cè)輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息，并將 所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息發(fā)送給輸入端口調(diào)度器；該監(jiān)測(cè)具體可以由線卡 中的流量監(jiān)測(cè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由其他設(shè)備或模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。步驟403 輸入端口調(diào)度器根據(jù)所述步驟402監(jiān)測(cè)的輸入端口流量中單播隊(duì)列和 多播隊(duì)列流量比例信息，確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例。步驟404 將交換芯片中交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息(交叉點(diǎn)緩存是否阻塞)發(fā)給輸 入端口調(diào)度器；該交叉緩存點(diǎn)的緩存狀態(tài)信息可以由流控或數(shù)據(jù)信元發(fā)給輸入端口調(diào)度
ο步驟405 所述步驟401的單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的所有隊(duì)頭信元向輸入端口調(diào)度 器發(fā)送信元調(diào)度請(qǐng)求信息。步驟406 輸入端口調(diào)度器接收所述步驟404發(fā)送的交叉點(diǎn)緩存狀態(tài)信息和所述 步驟405發(fā)送的信元調(diào)度請(qǐng)求信息，并根據(jù)所述步驟403決定的時(shí)間槽比例進(jìn)行單播信元 或多播信元的調(diào)度。優(yōu)選地，可以同時(shí)緩存等待的多播隊(duì)列或單播隊(duì)列的調(diào)度請(qǐng)求。步驟407 交叉點(diǎn)緩存接收單播信元或者多播信元。步驟408 輸出端口調(diào)度器將交叉點(diǎn)緩存中的單播信元或者多播信元調(diào)度出交換
-H-· I I心片。所述步驟402、404、405無(wú)先后執(zhí)行順序，只要在步驟406之前完成即可。所述步驟401中建立多播隊(duì)列包括當(dāng)多播信元進(jìn)入k個(gè)多播隊(duì)列時(shí)(k為大于 等于1的自然數(shù))時(shí)，根據(jù)k和多播信元的扇出數(shù)(全文用fanout表示)將該多播信元 分段，將扇出數(shù)小于k的多播信元作為第一段(fanout < k)，將扇出數(shù)大于或等于k且小 于2k的多播信元作為第二段(k彡fanout < 2k)，以此類推。從輸入端口 i (i為大于等于 1的自然數(shù))進(jìn)入的多播信元，如果屬于第一段則進(jìn)入MQiim隊(duì)列，其中m= fanout mod k， 即m為扇出數(shù)除以k后的余數(shù)(取模運(yùn)算)；屬于第η段的多播信元?jiǎng)t入MQi, ρ隊(duì)列，其中 P= (fanout+n-l)mod k(n為大于等于1的自然數(shù))，即ρ為對(duì)扇出數(shù)加η減1后的取模運(yùn) 算值。這種入隊(duì)方式能保證相同的多播信元入同一隊(duì)列，防止亂序的發(fā)生；不同的多播信元 也可能入同一隊(duì)列，保證了入隊(duì)的隊(duì)頭信元的多樣性。
所述步驟403具體可以為，輸入端口調(diào)度器接收步驟402中流量監(jiān)測(cè)模塊發(fā)送的 單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息，據(jù)此確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例。所述步驟406中，當(dāng)調(diào)度時(shí)間槽為單播優(yōu)先調(diào)度時(shí)，所述單播優(yōu)先調(diào)度如圖6所 示，具體包括輸入端口調(diào)度器從單播流轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢瞄_(kāi)始查找非空單播隊(duì)列。如果流轉(zhuǎn)輪 指針?biāo)肝恢玫膯尾リ?duì)列為空，流轉(zhuǎn)輪指針移至下一單播隊(duì)列。如果流轉(zhuǎn)輪指針遍歷所有 隊(duì)列后仍未找到非空單播隊(duì)列，則可插入多播調(diào)度。若找到非空單播隊(duì)列，而且此時(shí)交叉 點(diǎn)緩存沒(méi)有被阻塞，則流轉(zhuǎn)輪指針保持指向，將隊(duì)頭信元置位Ibit(置1)，將流交換標(biāo)志發(fā) 往相應(yīng)的交叉點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)流調(diào)度；如果此時(shí)交叉點(diǎn)緩存被阻塞，流轉(zhuǎn)輪指針保持不變，使用信 元轉(zhuǎn)輪指針按照輪詢方式尋找下一個(gè)非空的單播隊(duì)列。如果找到下一個(gè)非空單播隊(duì)列，則 將該單播隊(duì)頭信元復(fù)位Ibit (置0)，將流交換標(biāo)志發(fā)往相應(yīng)的交叉點(diǎn)，并將信元轉(zhuǎn)輪指針 指向下一位置；如果沒(méi)找到，信元轉(zhuǎn)輪指針保持指向。在單播時(shí)間槽內(nèi)，如果沒(méi)有一個(gè)非空 VOQ隊(duì)列被流轉(zhuǎn)輪和信元轉(zhuǎn)輪選中，則可插入多播調(diào)度。所述步驟406中，當(dāng)調(diào)度時(shí)間槽為多播優(yōu)先調(diào)度時(shí)，所述多播優(yōu)先調(diào)度如圖7所 示，具體包括輸入端口調(diào)度器從多播轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢瞄_(kāi)始查找多播隊(duì)列的隊(duì)頭信元，并計(jì)算 權(quán)重W。權(quán)重W為等待時(shí)間參數(shù)值減去扇出參數(shù)值。即{w|w = A*age-B*fanout}，其中A 為信元等待時(shí)間影響因子，B為信元扇出數(shù)影響因子，age為信元等待時(shí)間，fanout為多播 信元的扇出數(shù)，等待時(shí)間參數(shù)值為等待時(shí)間影響因子A和信元等待時(shí)間age的乘積，扇出參 數(shù)值等于信元扇出數(shù)影響因子B和多播信元的扇出數(shù)fanout的乘積。如果各隊(duì)列的隊(duì)頭信元權(quán)重w相同，則根據(jù)多播轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢脤?duì)相應(yīng)的信元 進(jìn)行調(diào)度服務(wù)，并根據(jù)交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)和該信元是否完成多播拆分的狀態(tài)決定多播轉(zhuǎn)輪 指針指向該隊(duì)列位置或下一隊(duì)列的位置，具體包括若交叉點(diǎn)緩存沒(méi)有被阻塞，則根據(jù)多播 轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢谜{(diào)度相應(yīng)的信元，進(jìn)行多播信元拆分轉(zhuǎn)發(fā)。若隊(duì)頭信元完成多播拆分，則 多播轉(zhuǎn)輪指針指向該隊(duì)列的下一位置，此時(shí)若多播轉(zhuǎn)輪已經(jīng)完全遍歷隊(duì)列，則插入單播調(diào) 度，若未完全遍歷隊(duì)列，則對(duì)多播轉(zhuǎn)輪指針此時(shí)所指位置的相應(yīng)信元進(jìn)行調(diào)度服務(wù)；若隊(duì)頭 信元未完成多播拆分，則多播轉(zhuǎn)輪指針保持指向。若交叉點(diǎn)緩存被阻塞，則多播轉(zhuǎn)輪指針指向該隊(duì)列的下一位置，此時(shí)若多播轉(zhuǎn)輪 已經(jīng)完全遍歷隊(duì)列，則插入單播調(diào)度，若未完全遍歷隊(duì)列，則對(duì)多播轉(zhuǎn)輪指針此時(shí)所指位置 的相應(yīng)信元進(jìn)行調(diào)度服務(wù)。如果各隊(duì)列的隊(duì)頭信元權(quán)重w不相同，則對(duì)權(quán)重w最大的隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度服務(wù)，并根 據(jù)交叉點(diǎn)的狀態(tài)和該信元多播是否完成多播拆分的狀態(tài)決定多播轉(zhuǎn)輪指針指向該隊(duì)列位 置或該隊(duì)列的下一位置，具體包括若交叉點(diǎn)緩存沒(méi)有被阻塞，則調(diào)度服務(wù)該權(quán)重最大的信 元，進(jìn)行多播信元拆分轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)隊(duì)頭信元完成多播拆分，多播轉(zhuǎn)輪指針指向該隊(duì)列的下一位 置，此時(shí)若多播轉(zhuǎn)輪已經(jīng)遍歷隊(duì)列一遍，則插入單播調(diào)度，若未遍歷隊(duì)列一遍，則對(duì)剩余隊(duì) 列進(jìn)行權(quán)重計(jì)算比較，若權(quán)重不相同，則對(duì)權(quán)重最大的隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度服務(wù)，若權(quán)重相同，則 對(duì)多播轉(zhuǎn)輪指針此時(shí)所指位置的相應(yīng)信元進(jìn)行調(diào)度服務(wù)；若隊(duì)頭信元未完成多播拆分，則 保持不變。若交叉點(diǎn)緩存被阻塞，將多播轉(zhuǎn)輪指針指向該隊(duì)列下一位置，此時(shí)若多播轉(zhuǎn)輪已經(jīng)遍歷隊(duì)列一遍，則插入單播調(diào)度，若未遍歷隊(duì)列一遍，則對(duì)剩余隊(duì)列進(jìn)行權(quán)重計(jì)算比較， 若權(quán)重不相同，則對(duì)權(quán)重最大的隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度服務(wù)，若權(quán)重相同，則對(duì)多播轉(zhuǎn)輪指針此時(shí)所 指位置的相應(yīng)信元進(jìn)行調(diào)度服務(wù)。如果在多播時(shí)間槽內(nèi)，多播調(diào)度沒(méi)有成功，則進(jìn)行單播調(diào)度，此時(shí)單播從信元轉(zhuǎn)輪 所指位置進(jìn)行輪詢調(diào)度。所述步驟408的調(diào)度方法具體包括如圖8所示，輸入端口調(diào)度器先從流轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢瞄_(kāi)始查找待調(diào)度信元，如 果流轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢眯旁鳂?biāo)志為1，則調(diào)度該信元出輸出端口，同時(shí)保持流轉(zhuǎn)輪指針不 變；如果流轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢眯旁鳂?biāo)志為0，則查找下一個(gè)流標(biāo)志為1的信元并調(diào)度，流 轉(zhuǎn)輪指針移到相應(yīng)位置。如果流轉(zhuǎn)輪沒(méi)有找到流標(biāo)志位為1的信元，使用信元轉(zhuǎn)輪進(jìn)行輪 詢調(diào)度，并將信元轉(zhuǎn)輪指針移到下一位置。通過(guò)上述實(shí)施例的介紹，可知本發(fā)明實(shí)施例采用了簡(jiǎn)單可行的單播和多播入隊(duì)方 法，各線卡動(dòng)態(tài)調(diào)整單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例，增加了系統(tǒng)吞吐率。單、多播集成 調(diào)度裝置采用簡(jiǎn)單的輪詢調(diào)度，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，具有較好的可擴(kuò)展性；可實(shí)現(xiàn)流調(diào)度，增大 突發(fā)流量下系統(tǒng)的吞吐率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò) 程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序 在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者 光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種單播和多播集成調(diào)度裝置，其特征在于包括流量監(jiān)測(cè)模塊和輸入端口調(diào)度器，其中所述流量監(jiān)測(cè)模塊，用于定期監(jiān)測(cè)輸入端口中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息，并將所述流量比例信息發(fā)送給所述輸入端口調(diào)度器；所述輸入端口調(diào)度器，用于獲取所述流量比例信息，根據(jù)所述流量比例信息確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例；并獲取交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息；根據(jù)所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例、交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息進(jìn)行單播信元或多播信元調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述輸入端口調(diào)度器包括單播輪詢轉(zhuǎn)輪 和多播輪詢轉(zhuǎn)輪，其中所述單播輪詢轉(zhuǎn)輪，用于單播輪詢調(diào)度；所述多播輪詢轉(zhuǎn)輪，用于多播輪詢調(diào)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述單播輪詢轉(zhuǎn)輪包括流轉(zhuǎn)輪和信元轉(zhuǎn) 輪，其中所述流轉(zhuǎn)輪，用于單播的流調(diào)度；所述信元轉(zhuǎn)輪，用于單播的信元調(diào)度。
4.一種單播和多播集成調(diào)度交換系統(tǒng)，其特征在于包括單播和多播集成調(diào)度裝置和 交換芯片，所述交換芯片包括緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)和輸出端口調(diào)度器；其中所述單播和多播集成調(diào)度裝置用于定期監(jiān)測(cè)輸入端口中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量 比例信息，根據(jù)所述流量比例信息確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例；并獲取交叉點(diǎn) 緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息；根據(jù)所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例、所述 交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息進(jìn)行單播信元或多播信元調(diào)度所述輸出端口調(diào)度器，用于將所述交叉點(diǎn)緩存中的單播信元或者多播信元調(diào)度出所述 緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)。
5.一種單播和多播集成調(diào)度方法，其特征在于包括輸入端口調(diào)度器獲取輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息，根據(jù)所述 流量比例信息確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例；并獲取交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信 元調(diào)度請(qǐng)求信息；所述輸入端口調(diào)度器根據(jù)所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例、交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài) 信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息將單播信元或多播信元調(diào)度入交叉點(diǎn)緩存。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括所述輸出端口調(diào)度器將所述輸入 端口調(diào)度器調(diào)度入交叉點(diǎn)緩存中的單播信元或者多播信元調(diào)度出緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于還包括建立多播隊(duì)列，具體包括當(dāng)多播信元進(jìn)入k個(gè)多播隊(duì)列MQ時(shí)，根據(jù)k和多播信元的扇出數(shù)fanout將該多播信 元分段，將扇出數(shù)小于k的多播信元作為第一段，將扇出數(shù)大于或等于k且小于2k的多播 信元作為第二段，以此類推；從輸入端口 i進(jìn)入的多播信元，如果屬于第一段則進(jìn)入MQiim隊(duì) 列，其中m=fanou t mod k ；屬于第η段的多播信元?jiǎng)t入MQiip隊(duì)列，其中ρ = (fanout+n-1) mod k，其中，k、i、n為大于等于1的自然數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述獲取輸入端口流量中單播隊(duì)列和多2播隊(duì)列的流量比例信息，具體包括定期監(jiān)測(cè)輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息，并將所述單播隊(duì)列和 多播隊(duì)列的流量比例信息發(fā)送給輸入端口調(diào)度器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于當(dāng)調(diào)度時(shí)間槽為單播優(yōu)先調(diào)度時(shí)，所述單 播優(yōu)先調(diào)度具體包括所述輸入端口調(diào)度器從流轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢瞄_(kāi)始查找非空單播隊(duì)列；如果流轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢玫膯尾リ?duì)列為空，流轉(zhuǎn)輪指針移至下一單播隊(duì)列，如果流轉(zhuǎn) 輪指針遍歷所有隊(duì)列后仍未找到非空單播隊(duì)列，則可插入多播調(diào)度；若找到非空單播隊(duì)列，而且此時(shí)所述交叉點(diǎn)緩存沒(méi)有被阻塞，則流轉(zhuǎn)輪指針保持指向， 將隊(duì)頭信元置位，將流交換標(biāo)志發(fā)往相應(yīng)的交叉點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)流調(diào)度；如果此時(shí)交叉點(diǎn)緩存被阻 塞，流轉(zhuǎn)輪指針保持不變，使用信元轉(zhuǎn)輪指針按照輪詢方式尋找下一個(gè)非空的單播隊(duì)列，如 果找到下一個(gè)非空單播隊(duì)列，則將該單播隊(duì)頭信元復(fù)位，將流交換標(biāo)志發(fā)往相應(yīng)的交叉點(diǎn)， 并將信元轉(zhuǎn)輪指針指向下一位置；如果沒(méi)找到，信元轉(zhuǎn)輪指針保持指向；在單播時(shí)間槽內(nèi)，如果沒(méi)有一個(gè)非空單播隊(duì)列被流轉(zhuǎn)輪和信元轉(zhuǎn)輪選中，則可插入多 播調(diào)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于當(dāng)所述時(shí)間槽為多播優(yōu)先調(diào)度時(shí)，所述 多播優(yōu)先調(diào)度具體包括所述輸入端口調(diào)度器從多播轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢瞄_(kāi)始查找多播隊(duì)列的隊(duì)頭信元，并計(jì)算 權(quán)重w ；權(quán)重w為等待時(shí)間參數(shù)值減去扇出參數(shù)值；如果各隊(duì)列的隊(duì)頭信元權(quán)重W相同，則根據(jù)多播轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢脤?duì)相應(yīng)的信元進(jìn)行 調(diào)度服務(wù)；如果各隊(duì)列的隊(duì)頭信元權(quán)重不相同，則對(duì)權(quán)重最大的隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度服務(wù)；如果在多播時(shí)間槽內(nèi)，沒(méi)有多播調(diào)度成功，則進(jìn)行單播調(diào)度，此時(shí)單播從信元轉(zhuǎn)輪所指 位置進(jìn)行輪詢調(diào)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述輸出端口調(diào)度器將所述交叉點(diǎn)緩存 中的單播信元或者多播信元調(diào)度出所述緩沖交叉開(kāi)關(guān)交換結(jié)構(gòu)具體包括所述輸入端口調(diào)度器先從流轉(zhuǎn)輪指針?biāo)肝恢瞄_(kāi)始查找待調(diào)度信元，如果流轉(zhuǎn)輪指針 所指位置信元流標(biāo)志為1，則調(diào)度該信元出輸出端口，同時(shí)保持流轉(zhuǎn)輪指針不變；如果流轉(zhuǎn) 輪指針?biāo)肝恢眯旁鳂?biāo)志為0，則查找下一個(gè)流標(biāo)志為1的信元并調(diào)度，流轉(zhuǎn)輪指針移到 相應(yīng)位置；如果流轉(zhuǎn)輪沒(méi)有找到流標(biāo)志位為1的信元，使用信元轉(zhuǎn)輪進(jìn)行輪詢調(diào)度，并將信 元轉(zhuǎn)輪指針移到下一位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述獲取交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息，具體 包括由流控或數(shù)據(jù)信元處獲取該交叉緩存點(diǎn)的緩存狀態(tài)信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述獲取信元調(diào)度請(qǐng)求信息，包括在輸入端口緩存中建立單播隊(duì)列和多播隊(duì)列，接收單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的所有隊(duì)頭信 元發(fā)送的信元調(diào)度請(qǐng)求信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單播和多播集成調(diào)度裝置，包括流量監(jiān)測(cè)模塊和輸入端口調(diào)度器；一種單播和多播集成調(diào)度交換系統(tǒng)，包括所述集成調(diào)度裝置和交換芯片。本發(fā)明還提供一種單播和多播集成調(diào)度方法，包括獲取輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的流量比例信息，根據(jù)所述輸入端口流量中單播隊(duì)列和多播隊(duì)列流量比例信息確定單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例；并獲取交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息；根據(jù)所述單播隊(duì)列和多播隊(duì)列的時(shí)間槽比例、交叉點(diǎn)緩存的狀態(tài)信息和信元調(diào)度請(qǐng)求信息進(jìn)行單播信元或多播信元調(diào)度。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例，可以較大地提高系統(tǒng)吞吐率。
文檔編號(hào)H04L12/18GK101902390SQ20091010775
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者孫團(tuán)會(huì), 宋健, 曹愛(ài)娟, 李德豐, 蘇皓 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司