[发明专利]一种交换机的数据包缓存的老化方法及装置

说明书

本发明公开了一种交换机的数据包缓存的老化方法及装置，该方法在每一个未发送报文队列设置一个计数器，在调度周期开始后，将未发送报文队列的计数器都加1；当未发送报文队列在该调度周期内有数据包进行发送时，将对应的计数器清零；当未发送报文队列在该调度周期内没有数据包进行发送时，按照老化配置文件表对未发送报文队列的数据包进行老化。该装置包括老化配置文件表和设置于未发送报文队列头部的计数器。本发明不仅能够保障高优先级的队列传输，而且能够使得低优先级队列及时进行数据包的老化，使得交换机内存得到回收。

技术领域

本发明涉及交换机的报文缓存引擎领域，尤其涉及一种交换机的数据包缓存的老化方法及装置。

背景技术

以太网数据的传输和交换速度制约了以太网的发展,需要更高性能的网络设备提高网络的速度，交换机作为重要的二层交换网络设备,在网络架构中，它是信息中转站，将从某个端口接收到的数据,根据一定的规则,从其他端口转发出去。其性能直接影响着所在网络的整体网络速度。高性能交换机的实现难度很大。

在数据包的中转过程中,需要将网络数据包，按优先级存放进入数据包缓存引擎中，数据包缓存引擎包含多个数据包缓存队列,当前现有的技术方案，针对某一个高优先级的队列长期有包，并且处于不停的交换逻辑(接收和发送)时，低优先级的队列无法进行交换逻辑，会导致低优先级队列越来越长，最终占用整个交换机的内存。

以下详细说明：

报文缓存引擎是交换机报文处理引擎的重要组成部分。交换机在进行数据转发的过程中,需要将数据包接收到内存，然后进行解析，根据一定的策略进行数据填充、修改、复制和转发。报文缓存引擎就是进行数据缓存的功能模块，有如下几个功能特性：

(1)内存管理：对交换机的内存进行集中管理；

(2)空闲内存列表：维护交换的空闲内存列表,使得能够快速的得到空闲内存；

(3)报文队列管理：对收到未转发的报文进行队列管理；

(4)内存回收：对已经发送的报文，进行内存回收，放入空闲内存。

目前交换机的报文缓存引擎的数据缓存机制如下：

如图1所示，交换机报文缓存引擎将整体的交换机内存分为三个部分,分别为数据包缓存数据包缓存块管理、空闲内存链表和未发送报文队列。

Ⅰ、数据包缓存数据包缓存块管理：

一般来说,交换机将整个数据包缓存拆分为N个固定长度的数据包缓存块进行管理,根据包的数据大小,一个包可以占用一个或者多个数据包缓存块,每个数据包缓存块使用地址的起始位置作为访问数据包缓存块的索引，即数据包缓存块的数据包缓存索引。N个数据包缓存块分别对应数据包缓存索引0～数据包缓存索引N，如图2所示.

数据包缓存块被使用之后,直到数据报文被转发,或者丢弃,不能被第二个数据报文使用,为了在新的数据报文到达时能够快速找到可用的空闲的数据包缓存块,交换机使用空闲内存链表来存放所有的未使用的数据包缓存块。

Ⅱ、空闲内存链表(FreeList)：

在交换机系统初始化阶段，交换机报文缓存引擎将所有的数据包缓存块放入空闲内存链表,得到一个有序且长度为N的链表,如图3所示。

新的数据包到达交换机时,报文缓存引擎从空闲内存链表的表头取出1个或者多个数据包缓存块,供数据包进行存放。当数据包完成发送以后,对应的数据包缓存块的内存将会释放,此时将释放的内存放入空闲内存链表的队列的尾部。当空闲内存链表为空的时候,表示此时交换机没有可用的空闲数据包缓存块可以使用,新收到的数据报文因为无法缓存,会被直接丢弃。

空闲内存链表有一个头指针(Header PTR)来指向这个队列(Queue)和第一个包的Queue link list内存,如图4所示。