專利名稱：一種提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)新一代寬帶城域傳送網(wǎng)的要求可以概括為基于寬帶IP，可擴(kuò)展，低成本，支持新業(yè)務(wù)以及多種物理接口和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，同時(shí)支持傳統(tǒng)的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前構(gòu)建寬帶城域光傳送網(wǎng)采用的3種技術(shù)城域WDM(Wavelength Division Multiplexing)環(huán)網(wǎng)、基于以SDH(Synchronous Digital Hierarchy)為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP-Multi-ServiceTransport Platform)以及彈性分組環(huán)(RPR, Resilient Packet Ring),它們各有自己的特點(diǎn)和適用范圍。其中，RPR技術(shù)集成了 IP的智能化、以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬和可靠性。
RPR協(xié)議是一種MAC層協(xié)議,是為優(yōu)化在環(huán)型拓?fù)渖蟼鬏敂?shù)據(jù)包而提出的一種全新的千兆IP包直接由光纖承載(IP over Fiber)的技術(shù)，擴(kuò)展了以太網(wǎng)現(xiàn)有的點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)和網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)鋺?yīng)用。它一方面吸收了千兆以太網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、靈活和可擴(kuò)展等特點(diǎn)，另一方面吸收了 SDH對(duì)延時(shí)和抖動(dòng)性能的嚴(yán)格保障、可靠的時(shí)鐘和SDH環(huán)網(wǎng)的50ms快速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，具有雙環(huán)結(jié)構(gòu)、空間復(fù)用機(jī)制、靈活的業(yè)務(wù)帶寬顆粒、帶寬動(dòng)態(tài)共享和分配、統(tǒng)計(jì)復(fù)用、支持業(yè)務(wù)級(jí)別、自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基于源路由的保護(hù)倒換等主要特點(diǎn)，是當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)包的一種優(yōu)化技術(shù)。然而，隨著越來越多的用戶加入到以視頻下載、移動(dòng)播客為代表的業(yè)務(wù)應(yīng)用中，系統(tǒng)吞吐量不足的缺點(diǎn)已經(jīng)月來越有可能成為彈性分組環(huán)深度發(fā)展的瓶頸。如何在現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上，盡量的降低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的每比特(bit)成本，以及如何提高系統(tǒng)吞吐量是彈性分組環(huán)技術(shù)發(fā)展所面臨的重要挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)彈性分組環(huán)系統(tǒng)吞吐量不足的問題，本發(fā)明提供一種提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法。一種提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法，包括將RPR首部的18字節(jié)進(jìn)行壓縮；對(duì)1卩數(shù)據(jù)包進(jìn)行RPR協(xié)議封裝時(shí)，在數(shù)據(jù)包的MAC幀頭和IP包頭之間插入開銷字節(jié)；每個(gè)RPR節(jié)點(diǎn)接收IP包，并從IP包中提取開銷字節(jié)，進(jìn)行協(xié)議處理。進(jìn)一步的，將RPR首部的18字節(jié)進(jìn)行壓縮包括去掉擴(kuò)展環(huán)控制字段，目的/源RPR地址都減少為一個(gè)字節(jié)。進(jìn)一步的，所述開銷字節(jié)為4個(gè)字節(jié)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明結(jié)合了 RPR協(xié)議和以太網(wǎng)格式的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)臏p少開銷字節(jié)，在單位時(shí)間內(nèi)提高通過的IP包數(shù)量，可以優(yōu)化系統(tǒng)帶寬，充分發(fā)揮設(shè)備的傳輸性能。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)RPR幀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RPR幀結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法包括把RPR首部的18字節(jié)進(jìn)行壓縮，具體包括減少或去掉不必要的開銷字節(jié)；對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行RPR協(xié)議封裝時(shí)，插入開銷字節(jié)，其中，這種方法類似于VLAN TAG，開銷字節(jié)的插入位置在數(shù)據(jù)包的MAC幀頭和IP包頭之間；每個(gè)RPR節(jié)點(diǎn)接收IP包，并從IP包中提取開銷字節(jié)，進(jìn)行協(xié)議處理，如拓?fù)渥詣?dòng)學(xué)習(xí)、保護(hù)、公平算法等。
吞吐量是指在沒有幀丟失的情況下，設(shè)備能夠承受的最大速率。吞吐量單位以比特/秒或字節(jié)/秒表示，具體公式可表示為吞吐量=物理傳輸速率X有效負(fù)荷/(有效負(fù)荷+開銷)(I)其中，物理傳輸速率是指每秒鐘通過信道傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)或字節(jié)數(shù)。參考公式(I)，假如沒有開銷字節(jié)，吞吐量就與物理傳輸速率相等。但不管什么傳送網(wǎng)技術(shù)，都存在開銷字段，以實(shí)現(xiàn)協(xié)議所需的功能，如保護(hù)、時(shí)鐘同步等。在RPR環(huán)網(wǎng)傳輸過程中，不改變物理傳輸速率的前提下，IP包作為有效負(fù)荷，被重新封裝成RPR幀結(jié)構(gòu)，有效負(fù)荷在RPR幀結(jié)構(gòu)中的比率下降，也就是單位時(shí)間內(nèi)通過的有效負(fù)荷減少，系統(tǒng)吞吐量也隨之減少，因此開銷字節(jié)將是系統(tǒng)吞吐量指標(biāo)的關(guān)鍵因素。請(qǐng)參考圖1，標(biāo)準(zhǔn)定義的RPR幀結(jié)構(gòu)首部有18個(gè)字節(jié)，包括環(huán)控制字段、擴(kuò)展環(huán)控制字段，目的MAC地址和源MAC地址。除了環(huán)控制字段體現(xiàn)RPR特色外，其余字段與以太幀格式很類似。在環(huán)控制字段中，包括了眾多的控制內(nèi)容，如選環(huán)信息、公平帶寬分配選項(xiàng)、幀類型、業(yè)務(wù)級(jí)別、故障切換方式、廣播標(biāo)志等等，提供了主動(dòng)的性能監(jiān)測(cè)、故障監(jiān)測(cè)等各種功能，充分保證環(huán)操作的豐富、靈活和高效。本發(fā)明提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)RPR首部18個(gè)字節(jié)進(jìn)行壓縮，由于環(huán)選擇字段功能比較多，因此不進(jìn)行修改。去掉輔助的擴(kuò)展環(huán)控制字段，目的/源RPR地址都減少到一個(gè)字節(jié)，也可支持255個(gè)節(jié)點(diǎn)，滿足多點(diǎn)組網(wǎng)的應(yīng)用需求。根據(jù)所述實(shí)施例修改后的RPR幀結(jié)構(gòu)如圖2所示。參考公式(I)，在相同物理傳輸介質(zhì)N的前提下，修改后的RPR開銷字節(jié)只有4個(gè)字節(jié)，假如傳送最小幀64字節(jié)，吞吐量=NX 64/ (64+4)，有效負(fù)荷的比率約等于94%，而標(biāo)準(zhǔn)RPR傳送最小幀，吞吐量=NX 64/ (64+22)，有效負(fù)荷的比率約等于74%，因此，理論上最小幀64字節(jié)的吞吐量指標(biāo)可提高20 %。上述實(shí)施例中，對(duì)幀結(jié)構(gòu)首部進(jìn)行壓縮可采用FPGA控制器實(shí)現(xiàn)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明結(jié)合了 RPR協(xié)議和以太網(wǎng)格式的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)臏p少開銷字節(jié)，在單位時(shí)間內(nèi)提高通過的IP包數(shù)量，可以優(yōu)化系統(tǒng)帶寬，充分發(fā)揮設(shè)備的傳輸性能。本發(fā)明可以采用FPGA來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用起來更靈活，軟件上不需要做很大的修改，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的RPR協(xié)議，具有良好的性能優(yōu)勢(shì)。以上實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述實(shí)施方式所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施方式技術(shù)方案的精神和范圍。權(quán)利要求
1.一種提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法，其特征在于，包括將RPR首部的18字節(jié)進(jìn)行壓縮；對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行RPR協(xié)議封裝時(shí)，在數(shù)據(jù)包的MAC幀頭和IP包頭之間插入開銷字節(jié)；每個(gè)RPR節(jié)點(diǎn)接收IP包，并從IP包中提取開銷字節(jié)，進(jìn)行協(xié)議處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法，其特征在于，將RPR首部的18字節(jié)進(jìn)行壓縮包括去掉擴(kuò)展環(huán)控制字段，目的/源RPR地址都減少為一個(gè)字節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法，其特征在于，所述開銷字節(jié)為4個(gè)字節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高彈性分組環(huán)吞吐量的方法，包括將RPR首部的18字節(jié)進(jìn)行壓縮；對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行RPR協(xié)議封裝時(shí)，在數(shù)據(jù)包的MAC幀頭和IP包頭之間插入開銷字節(jié)；每個(gè)RPR節(jié)點(diǎn)接收IP包，并從IP包中提取開銷字節(jié)，進(jìn)行協(xié)議處理。本發(fā)明結(jié)合了RPR協(xié)議和以太網(wǎng)格式的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)臏p少開銷字節(jié)，在單位時(shí)間內(nèi)提高通過的IP包數(shù)量，可以優(yōu)化系統(tǒng)帶寬，充分發(fā)揮設(shè)備的傳輸性能。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102710600SQ20121012873
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者劉增華, 賴思燁, 高勝 申請(qǐng)人:深圳市邦彥信息技術(shù)有限公司