本發(fā)明涉及通信信息轉(zhuǎn)發(fā)方法領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代通信對(duì)業(yè)務(wù)傳輸延時(shí)的要求很高，特別在實(shí)時(shí)性敏感的傳感器控制、音頻、視頻業(yè)務(wù)上，用戶對(duì)延時(shí)指標(biāo)有很低的量化要求。同時(shí)，現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)都趨向ip化，通信終端設(shè)備的輸入輸出的接口的報(bào)文格式絕大部分都是ip。因此通信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備需要盡可能減少業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)，特別是ip業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。

通信轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)ip業(yè)務(wù)報(bào)文時(shí)，有2個(gè)因素需要考慮：

1）業(yè)務(wù)輸入端口和輸出端口的速率可能不一致，比如高速率端口轉(zhuǎn)發(fā)到低速率端口，或者低速率端口轉(zhuǎn)發(fā)到高速率端口

2）在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中，ip報(bào)文不能中斷。

為了滿足以上2個(gè)因素，現(xiàn)有通信設(shè)備都采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，具體如下：

無(wú)論從低速率接口往高速率接口（包括同速率）轉(zhuǎn)發(fā)，還是高速率往低速率接口轉(zhuǎn)發(fā)，都必須等待一個(gè)報(bào)文從接收端口接收完成后，才能啟動(dòng)發(fā)送端口的發(fā)送。

如果不等待一個(gè)報(bào)文接收完成，就啟動(dòng)發(fā)送的話，可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)送過(guò)程中出現(xiàn)由于接收速率跟不上發(fā)送速度，導(dǎo)致未完成一個(gè)報(bào)文的發(fā)送就出現(xiàn)了報(bào)文中斷，最終報(bào)文被丟棄，而導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的問(wèn)題。

因此，現(xiàn)有通信轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備對(duì)ip報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)大致可以計(jì)算如下：延時(shí)=輸入線路速率周期*報(bào)文長(zhǎng)度。以一個(gè)500字節(jié)ip報(bào)文在1個(gè)1gbps的千兆以太網(wǎng)端口輸入，轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)622mbpsstm-4的輸出端口為例，轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)為1ns*500*8=4000ns=4us。

為了減少轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，現(xiàn)有通信設(shè)備在輸入和輸出端口的速率相同的情況下，可以采用不存儲(chǔ)立即轉(zhuǎn)發(fā)的方式，但無(wú)法解決不同速率端口轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題，只有一些折中的改進(jìn)方法，主要為如下2種方法：

1）提高線路速率，即減少線路速率的周期

2）減少報(bào)文長(zhǎng)度

但這樣的實(shí)現(xiàn)方法也存在很多問(wèn)題：

1）提高線路速率，必須要升級(jí)現(xiàn)有的終端設(shè)備和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的硬件，代價(jià)比較大，特別是數(shù)量巨大的終端設(shè)備是需要一個(gè)很漫長(zhǎng)的升級(jí)過(guò)程。

2）每個(gè)報(bào)文都必須攜帶一定長(zhǎng)度的報(bào)文頭，也就是額外開銷，比如一個(gè)ip報(bào)文至少要攜帶20字節(jié)的報(bào)文頭。減少每個(gè)報(bào)文的長(zhǎng)度，意味著要將一個(gè)業(yè)務(wù)分成更多的報(bào)文來(lái)傳輸，也就會(huì)帶來(lái)更多的報(bào)文頭的額外開銷。從而會(huì)帶來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)效率和帶寬利用率的下降。同時(shí)帶來(lái)了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法。

本發(fā)明通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：

一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法，包括以下步驟：接收模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)文輸入的接收，發(fā)送模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)文輸出的發(fā)送，報(bào)文緩存模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)文的緩存，轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制模塊根據(jù)輸入、輸出端口的速率，自動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)的最小延時(shí)，控制發(fā)送模塊啟動(dòng)發(fā)送的時(shí)間，以完成整個(gè)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)。

所述轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制模塊以多任務(wù)同時(shí)處理的方式進(jìn)行，每個(gè)任務(wù)處理一個(gè)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制。

所述轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制模塊的單個(gè)任務(wù)的處理流程包括以下步驟：模塊開始后，無(wú)條件跳轉(zhuǎn)到第一步；

第一步：檢查接收模塊是否通知有報(bào)文被接收，如果是，保存報(bào)文的輸入端口速率信息，跳轉(zhuǎn)到第二步；

第二步：提取接收?qǐng)?bào)文的長(zhǎng)度信息，保存起來(lái)，跳轉(zhuǎn)到第三步；

第三步：查找接收?qǐng)?bào)文的出端口，保存輸出端口的速率信息，跳轉(zhuǎn)到第四步；

第四步：根據(jù)保存的報(bào)文長(zhǎng)度、輸入端口速率、輸出端口速率，計(jì)算報(bào)文的最小轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，并轉(zhuǎn)換成緩存的發(fā)送門限深度，跳轉(zhuǎn)到第五步；

第五步：監(jiān)控緩存的深度，判斷是否已經(jīng)到達(dá)發(fā)送門限，如果到達(dá)，跳轉(zhuǎn)到第六步；

第六步：請(qǐng)求發(fā)送模塊，從緩存中讀出報(bào)文進(jìn)行發(fā)送。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法在不改動(dòng)現(xiàn)有設(shè)備硬件的情況下，能夠自適應(yīng)地匹配輸入和輸出端口的速率，以最小的延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)ip報(bào)文。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法的模塊框圖；

圖2為本發(fā)明一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法中轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制模塊的單個(gè)任務(wù)的處理流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明：

一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法，包括以下步驟：接收模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)文輸入的接收，發(fā)送模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)文輸出的發(fā)送，報(bào)文緩存模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)文的緩存，轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制模塊根據(jù)輸入、輸出端口的速率，自動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)的最小延時(shí)，控制發(fā)送模塊啟動(dòng)發(fā)送的時(shí)間，以完成整個(gè)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明的以上方法可以在設(shè)備的可編程器件，如fpga或者cpu上實(shí)現(xiàn)，不需要改動(dòng)硬件。

所述轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制模塊以多任務(wù)同時(shí)處理的方式進(jìn)行，每個(gè)任務(wù)處理一個(gè)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制。

所述轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)控制模塊的單個(gè)任務(wù)的處理流程包括以下步驟：模塊開始后，無(wú)條件跳轉(zhuǎn)到第一步；

第一步：檢查接收模塊是否通知有報(bào)文被接收，如果是，保存報(bào)文的輸入端口速率信息，跳轉(zhuǎn)到第二步；

第二步：提取接收?qǐng)?bào)文的長(zhǎng)度信息，保存起來(lái)，跳轉(zhuǎn)到第三步；

第三步：查找接收?qǐng)?bào)文的出端口，保存輸出端口的速率信息，跳轉(zhuǎn)到第四步；

第四步：根據(jù)保存的報(bào)文長(zhǎng)度、輸入端口速率、輸出端口速率，計(jì)算報(bào)文的最小轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，并轉(zhuǎn)換成緩存的發(fā)送門限深度，跳轉(zhuǎn)到第五步；

第五步：監(jiān)控緩存的深度，判斷是否已經(jīng)到達(dá)發(fā)送門限，如果到達(dá)，跳轉(zhuǎn)到第六步；

第六步：請(qǐng)求發(fā)送模塊，從緩存中讀出報(bào)文進(jìn)行發(fā)送。

計(jì)算報(bào)文最小轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)的方法如下：

1）報(bào)文長(zhǎng)度（pl），單位為bit，這里指報(bào)文需要轉(zhuǎn)發(fā)的部分；

2）輸入端口線路速率（iv），單位為bit/s（比特每秒）；

4）輸出端口線路速率（ov），單位為bit/s（比特每秒）；

計(jì)算得到所需轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)（dly）的方法為：

1）如果iv>=ov，則計(jì)算得到的dly為0，對(duì)應(yīng)的發(fā)送緩存深度門限為0；

2）如果iv<ov，則計(jì)算得到的dly為（pl/ov-pl/iv），單位為秒，折算的緩存門限為（pl/ov-pl/iv）*iv=（iv/ov-1）*pl。

本發(fā)明一種適用于ip業(yè)務(wù)的自適應(yīng)低延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的方法在不改動(dòng)現(xiàn)有設(shè)備硬件的情況下，能夠自適應(yīng)地匹配輸入和輸出端口的速率，以最小的延時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)ip報(bào)文。以一個(gè)500字節(jié)ip報(bào)文在1個(gè)1gbps的千兆以太網(wǎng)端口輸入，轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)622mbpsstm-4的輸出端口為例。未實(shí)現(xiàn)本方案前的轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)為1ns*500*8=4000ns=4us，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)后的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延為（1000/622.08-1）*500*8=2.43us，減少了1.57us，也就是減少約40%的延時(shí)。

盡管已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做了較為詳細(xì)的闡述和列舉，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)上述實(shí)施例做出修改或者采用等同的替代方案，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。