[发明专利]分布式包交换系统和分布式包交换方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种分布式包交换系统和一种分布 式包交换方法。

背景技术

为了适应网络迅速增加的带宽需求，中间层路由交换设备的结构发生了 根本性变化，由传统的基于总线和中央处理器架构逐步过渡到分布式架构， 从而能够通过交换结构(switch fabric)提高数据通信速度。

目前主流的交换技术包括信元交换和包交换；其中，信元交换由于芯片 价格昂贵而且定位于电信级的高端网络基础设备，因此主要被应用于ATM (Asychronous Transfer Mode，异步传输模式)网络以及高端的IP网络设备； 包交换技术则在基于以太网技术的网络基础设备中获得广泛应用。

图1示出了一分布式包交换系统的示意图，该分布式包交换系统包 括多个线卡板和一个包交换芯片(也称以太网包交换芯片)，包交换芯 片的每个输入端口最多同时接收一个数据包，每个输出接口最多同时发 送一个数据包，基于报文长度统计、以数据包为单位进行报文调度；

上述基于报文长度统计进行调度的基本原则是：接收侧接收发送侧 的各种状态信息(例如队列状态、包缓存空间等)，动态的为每个发送 侧分配带宽，发送侧根据此带宽发送报文；通过上述基于报文长度的分 布式流控，保证了各线卡板之间的公平调度，避免在以太网包交换芯片 中发生拥塞和报文丢弃，同时兼顾了以太网包交换芯片的带宽利用率；

但是，上述分布式包交换技术是以数据包为单位进行调度的，由于 数据包的长度具有很大的随机性，因此分布式包交换系统存在调度粒度 大的缺陷，这将导致数据流的抖动增大，降低了系统流量的均匀性；

此外，上述以数据包为单位进行调度的分布式包交换技术还存在“短 包等长包”问题；例如，线卡板A发送到线卡板B的数据包长度为1514 字节，发送到线卡板C的数据包长度为64字节，由于包交换芯片与线卡 板A相连接的输入端口同时只能接收一个数据包，因此在线卡板A向线 卡板B发送1514字节数据包的过程中，需要发送到线卡板C的64字节 数据包就不得不处于等待状态。

发明内容

本发明的实施例旨在提供能够有效降低数据流抖动、提高系统流量均匀 性以及克服数据包等待的分布式包交换方案，从而提高网络设备系统的QoS (Quality-of-Service，服务质量)能力。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种分布式包交换系统，包括 包交换芯片和多个线卡板；每个线卡板分别设有一包处理单元以及连接所述 包处理单元的上行交换适配单元和下行交换适配单元；

源线卡板的上行交换适配单元从本线卡板的包处理单元接收上行数据 包，按照相应目的线卡板分别加以缓存并按一定长度进行切片，以及，轮询 各缓存队列，将满足带宽要求的报文切片通过所述包交换芯片发送至目的线 卡板；

目的线卡板的下行交换适配单元为源线卡板的上行交换适配单元动态 分配带宽，重组从包交换芯片接收的报文切片并发送给本线卡板的包处理单 元。

为实现上述目的，本发明的实施例还提供了一种分布式包交换方法，适 用于包括包交换芯片和多个线卡板的分布式包交换系统；包括以下步骤：

步骤S1：源线卡板将上行数据包按照目的线卡板分别加以缓存并按 一定长度进行切片；

步骤S2：源线卡板轮询各缓存队列，将满足带宽要求的报文切片通过 所述包交换芯片发送至相应的目的线卡板；其中，所述带宽由所述目的线卡 板动态分配；

步骤S3：目的线卡板对接收到的报文切片进行重组。

由上述技术方案可知，本发明的实施例通过数据包的切片与重组，采用 小包流控代替大包流控，具有以下有益效果：

1、能够有效减小数据流的抖动，提高系统流量的均匀性；

2、避免了“短包等长包”问题；

3、简单易行，有效提高分布式包交换系统的QoS能力。

通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、 特征和优点将更加明显。

附图说明

图1为现有技术中分布式包交换系统的示意图；

图2为本发明所提供分布式包交换系统的结构框图；

图3为本发明所提供分布式包交换系统中一个源线卡板和一个目的线卡 板之间的工作状态示意图；