[发明专利]用于减少时延和缓存大小的传输缓存系统和传输缓存器操作方法

说明书

提供了一种传输缓存系统(1)。其包括传输缓存器(10)和传输控制器(11)。所述传输缓存器(10)用于从第一外部单元(20)接收数据包作为码流，在接收到所述码流时将其逐位存储，并且将存储的码流传输到第二外部单元(21)。所述传输控制器(11)用于确定由所述传输缓存器(10)存储的所述数据包的第一数据量，当所述第一数据量超过传输阈值时，控制所述传输缓存器(10)开始传输包括所述数据包的所述码流，控制所述传输缓存器(10)继续存储所述码流，直到所述传输控制器(11)确定整个数据包已成功传输为止，并且在缓存欠载的情况下控制所述传输缓存器(10)开始重新传输所述数据包。

技术领域

本发明涉及用于在传输数据之前存储此数据的传输缓存器。特别地，本发明涉及交换机中的传输缓存器。

背景技术

在联网系统中，使用高容量和高带宽交换机。交换机含有多个双向端口。通常由以太网包组成的来自输入端口的到达业务基于交换机内做出的决策而指向输出端口。端口凭其端口速率而为人所知，所述端口速率对于输入和输出通常是相同的，即100Gbps端口(每秒100千兆比特)能够以100Gbps的速率接收业务并以100Gbps的速率发送业务。

交换机含有用于在业务发送到输出端口之前临时保留传入业务的存储器，要在交换机内保留业务的原因很多，例如：

1.多个输入端口接收指向单个输出端口(多对一)的业务，如果输出端口不能传递所有接收到的业务，则必须临时存储到达所述输出端口的一些接收到的业务

2.从交换机外部到输出端口的反压会阻止业务进一步流向所述输出端口，因此必须临时存储指向此端口的所有接收到的业务

3.输出端口的调度速率是交换机内的参数，所述参数可以用于限制某个端口的输出速率，因此必须临时存储指向此端口的接收到的业务

高容量和高带宽交换机中的存储器通常构建为共享存储器，也就是说，所述存储器在所有输出端口之间共享。与每个输出端口具有专用存储器相比，共享能力的主要好处是存储器更少。

来自不同输入端口的到达业务经过分类引擎以选择输出端口和相应的队列以存储接收到的业务。分类引擎还决定到达业务可能需要的任何编辑。在分类后，业务存储在存储器中以临时缓存接收到的业务。存储器实际上排列成队。由控制逻辑管理队列、缓存器管理和对输出端口功能的调度。所有接收到的业务都存储在存储器中并按队列进行管理。排队可以是任何方法，例如输入队列、输出队列、虚拟输出队列(virtual output queue，VOQ)等。

在高容量高带宽交换机中，存储器架构通常会在所有输出端口之间共享。这意味着可以将从任何输入端口接收到的指向任何输出端口的业务写入此共享存储器中。存在用于管理每个输出端口的存储器的算法。

这些交换机由单硅——即单个设备——构建，使得对共享存储器的所有高速访问都限于设备内部，而没有外部接口，而外部接口可能会使交换机不可能构建为单个设备。

所有端口之间共享的单个存储器块具有严格的带宽限制，例如，每个端口以100GbE运行的64端口交换机需要6.4Gbps的读取带宽和6.4Gbps的写入带宽，这对于使用单个存储器块实现是不切实际的。

一种可能的解决方案是使用一起充当共享存储器的多个存储器块。必要时，输入端口写入到存储器块，而输出端口从存储器块读取。

使用多个存储器块有两个步骤：

1.捆绑端口组(管道)，使得在工作频率下以及在最坏情况业务情形下(100％负载和分段)，选定的段大小C足以在每个时钟周期提供C而不会造成任何瓶颈

2.设置并行连接的M个存储器块，使得每个管道都可以访问存储器块以进行读取或写入

在每个时钟周期，每个输入管道可以请求对共享存储器的写入，而每个输出管道可以请求从共享存储器的读取。