專利名稱：用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光突發(fā)交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)中的邊緣節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，主要涉及光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)(Ethernet)之間的邊緣節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)：
在通信網(wǎng)中，除了用戶線外，傳統(tǒng)的電纜都已被光纖取代。光纖具有低傳輸損耗和高傳輸帶寬的特性，以及波分復(fù)用(WDM)技術(shù)在傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用，使得網(wǎng)絡(luò)干線的傳輸帶寬可達(dá)幾個T比特每秒。但是，目前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的交換能力不足，成為限制當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個瓶頸。為了增加交換能力、降低交換成本，改進(jìn)傳統(tǒng)的光交換技術(shù)勢在必行。光突發(fā)交換(OBS)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)未來高速、大容量傳輸網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)富有前景的技術(shù)。它融合了光電路交換(OCS)技術(shù)和光分組交換(OPS)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時避免了OCS技術(shù)交換粒度大，無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計復(fù)用，以及OPS技術(shù)中光緩存等技術(shù)不成熟的缺點(diǎn)，因此近年來得到業(yè)界廣泛關(guān)注。另一方面，以太網(wǎng)的出現(xiàn)已有30來年的歷史，但是由于其不斷更新技術(shù)，注入新的活力，使之經(jīng)受住了時間的考驗(yàn)，成為世界上應(yīng)用最廣泛、最普及的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為了消除網(wǎng)絡(luò)瓶頸，光通信技術(shù)正從骨干傳輸環(huán)節(jié)向網(wǎng)絡(luò)邊緣滲透。以以太網(wǎng)技術(shù)為代表的分組交換技術(shù)正在從局域網(wǎng)向城域網(wǎng)甚至廣域網(wǎng)延伸。因此，以太網(wǎng)和光通信，這兩種極具生命和潛力的先進(jìn)技術(shù)不可避免地在以城域網(wǎng)為中心的應(yīng)用范圍內(nèi)融合。正是在這樣的背景下，基于光突發(fā)交換技術(shù)的以太網(wǎng)接入成為研究熱點(diǎn)。
經(jīng)過對現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，與本發(fā)明最接近的已有技術(shù)是由北京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文《OBS及LOBS網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)及核心節(jié)點(diǎn)的FPGA設(shè)計》(甘歷，2006年)中提出的OBS網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，然而卻沒有考慮采用隊(duì)列管理機(jī)制，因此在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸存在突發(fā)性的情況下，這種設(shè)計方案無法改善邊緣節(jié)點(diǎn)處的擁塞情況。并且，該設(shè)計方案采用了多塊現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)分別完成匯聚和調(diào)度功能，增加了實(shí)際應(yīng)用過程中的設(shè)計成本。


發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸存在突發(fā)性的情況下，無法改善邊緣節(jié)點(diǎn)處的擁塞的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種能連接以太網(wǎng)和光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)幀與OBS突發(fā)包之間的全雙工轉(zhuǎn)換，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸存在突發(fā)性的情況下，能夠?qū)砣M(jìn)行早期檢測，能改善邊緣節(jié)點(diǎn)處的擁塞的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方法。
用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，包括實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)幀的物理層接入的物理層設(shè)備，將來自以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送至光突發(fā)交換網(wǎng)的第一交換模塊和將來自光突發(fā)交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送至以太網(wǎng)的第二交換模塊； 所述的第一交換模塊包括解析以太網(wǎng)幀獲取其目的地址、并將該以太網(wǎng)幀組裝為BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包的解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，對突發(fā)包的擁塞執(zhí)行早期檢測、在路由器緩沖隊(duì)列溢出前降低發(fā)送速率、并將各突發(fā)包按其目的地址存儲的隊(duì)列管理單元，和尋找空閑的控制信道、以空閑控制信道對應(yīng)的波長將BCP突發(fā)包發(fā)送至光突發(fā)交換網(wǎng)的光電接口，并尋找空閑的數(shù)據(jù)信道、以空閑數(shù)據(jù)信道對應(yīng)的波長將與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包發(fā)送至光電接口的調(diào)度單元； 所述的第二交換模塊包括區(qū)分BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包、并在尋找到BDP突發(fā)包后刪除與其對應(yīng)的BCP突發(fā)包、再將BDP突發(fā)包轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀的解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元，將各以太網(wǎng)幀按其目的地址存儲的分類暫存單元，尋找空閑的以太網(wǎng)接口、通過空閑接口將以太網(wǎng)幀發(fā)送至對應(yīng)的物理層設(shè)備的接口、實(shí)現(xiàn)物理接入的查詢單元。
進(jìn)一步，所述的解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元包括根據(jù)以太網(wǎng)幀格式、識別出以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址的分解子單元，采用校驗(yàn)算法對以太網(wǎng)幀進(jìn)行運(yùn)算、將運(yùn)算結(jié)果與以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)比對、并將運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)一致的以太網(wǎng)幀存入與目的地址一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)子單元，和將數(shù)據(jù)塊中的以太網(wǎng)幀根據(jù)BDP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BDP突發(fā)包、并根據(jù)BDP突發(fā)包的信息、根據(jù)BCP的協(xié)議格式組裝成BCP突發(fā)包的組突發(fā)包子單元；每個數(shù)據(jù)塊均有一個與之對應(yīng)的第一定時器，所述的組突發(fā)包子單元根據(jù)定時器中預(yù)設(shè)的匯聚時間組裝突發(fā)包。
進(jìn)一步，所述的隊(duì)列管理單元包括計算當(dāng)前的緩沖隊(duì)列的平均隊(duì)列長隊(duì)、根據(jù)隊(duì)列長度決定丟棄或存儲突發(fā)包的計算子單元，記錄需丟棄的突發(fā)包標(biāo)號的、將突發(fā)包丟棄的丟包子單元和與突發(fā)包的目的地址一一對應(yīng)、存儲突發(fā)包的存儲列表。
進(jìn)一步，計算子單元根據(jù)公式avgQ(t)＝(1-Wq)×avgQ(t-1)+Wq×q計算當(dāng)前的平均隊(duì)列長度avgQ(t)，其中，avgQ(t-1)表示上一時刻計算得出的平均隊(duì)列長度；q表示當(dāng)前隊(duì)列長度的測量值；Wq表示權(quán)重； 所述的計算子單元中預(yù)設(shè)有隊(duì)列長度上限和長度下限，當(dāng)平均隊(duì)列長度小于長度下限時，新到達(dá)的突發(fā)包均存入存儲列表中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度上限時，新到達(dá)的突發(fā)包標(biāo)號均記錄至丟包子單元中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度下限、且小于長度上限時，根據(jù)預(yù)設(shè)的概率值將新到來的突發(fā)包標(biāo)號記錄至丟包子單元。概率值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
進(jìn)一步，所述的調(diào)度單元包括向隊(duì)列管理單元中各存儲列表發(fā)出調(diào)度信號的調(diào)號子單元，與控制信道的波長一一對應(yīng)的BCP資源列表，與數(shù)據(jù)信道的波長一一對應(yīng)的BDP資源列表，和按照固定的時間間隔查詢數(shù)據(jù)信道和控制信道的空閑波長、并將數(shù)據(jù)信道和控制信道的各波長的空閑時隙寫入與波長對應(yīng)的資源列表的控制子單元，以及在將BCP突發(fā)包發(fā)送至光電接口的同時、暫存與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包的緩沖區(qū)。
進(jìn)一步，所述的以太網(wǎng)幀包括前導(dǎo)符，幀起始符，目標(biāo)地址，源地址，長度/類型，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)；所述的BDP突發(fā)包包括保護(hù)字段，同步字段，突發(fā)包長度，分組個數(shù)，分組長度，以太網(wǎng)幀，數(shù)據(jù)填充，校驗(yàn)字段和保護(hù)字段；BCP突發(fā)包包括類型，以太網(wǎng)包類型，光波長號，源地址，目的地址，突發(fā)包長度，偏置時間和標(biāo)號。
進(jìn)一步，用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟 1、判斷數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)發(fā)送至光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，還是從光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至以太網(wǎng)； 2、若數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)發(fā)送到光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，將以太網(wǎng)幀經(jīng)過以太網(wǎng)物理層接口接入解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，解析以太網(wǎng)幀，獲取其數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址、并將以太網(wǎng)幀組裝成BDP突發(fā)包和BCP突發(fā)包；將突發(fā)包發(fā)送至隊(duì)列管理單元； 3、隊(duì)列管理單元對突發(fā)包的擁塞執(zhí)行早期檢測、在路由緩沖隊(duì)列溢出前降低發(fā)送速率、并將各突發(fā)包按其目的地址存儲； 4、調(diào)度單元向隊(duì)列管理單元發(fā)出調(diào)度信號，并尋找空閑的控制信道、以空閑控制信道對應(yīng)的波長將BCP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口；尋找空閑的數(shù)據(jù)信道、以空閑數(shù)據(jù)信道對應(yīng)的波長將與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口； 5、若數(shù)據(jù)是從光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)傳送到以太網(wǎng)，則根據(jù)BCP突發(fā)包的協(xié)議區(qū)分出BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包，并在找到BDP突發(fā)包后、刪除與其對應(yīng)的BCP突發(fā)包； 6、從BDP突發(fā)包中提取出以太網(wǎng)幀； 7、將以太網(wǎng)幀根據(jù)其目的地址分別存放； 8、尋找空閑的以太網(wǎng)-邊緣節(jié)點(diǎn)物理層接口，設(shè)定查詢時間；若沒有查找到空閑的物理層接口，則等待一個查詢時間后重新尋找；若查找到空閑的物理層接口，則將以太網(wǎng)幀發(fā)送至空閑接口； 9、等待下一個數(shù)據(jù)的到來，重復(fù)執(zhí)行步驟1-8。
進(jìn)一步，步驟2中解析以太網(wǎng)幀、組裝突發(fā)包，包括以下步驟 2.1、按照以太網(wǎng)幀格式，識別出以太網(wǎng)幀的以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址；以太網(wǎng)幀格式如表1所示， 表1 2.2、對以太網(wǎng)幀采用校驗(yàn)算法進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果與以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)對比，判斷運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)是否一致；若運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)一致，則將以太網(wǎng)幀存入與其目的地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，并開啟與數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的、預(yù)設(shè)固定的匯聚時間的第一定時器；若運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)不一致，則丟棄該以太網(wǎng)幀； 2.3、當(dāng)定時器到達(dá)匯聚時間時，將數(shù)據(jù)塊中的以太幀按照BDP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BDP突發(fā)包，形成BDP列表；根據(jù)BDP突發(fā)包的信息，按照BCP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BCP突發(fā)包； BDP突發(fā)包的協(xié)議格式如表2所示， 表2 BCP突發(fā)包的協(xié)議格式如表3所示 表3 2.4、將BDP突發(fā)包和對應(yīng)的BCP突發(fā)包發(fā)送給隊(duì)列管理單元。
進(jìn)一步，步驟3中隊(duì)列管理單元執(zhí)行以下步驟 3.1、對于每一個到達(dá)隊(duì)列管理單元的BDP突發(fā)包，按照公式avgQ(t)＝(1-Wq)×avgQ(t-1)+Wq×q計算當(dāng)前的平均隊(duì)列長度avgQ(t)， 其中，avgQ(t-1)表示上一時刻計算得出的平均隊(duì)列長度； q表示當(dāng)前隊(duì)列長度的測量值； Wq表示權(quán)重； 3.2、將當(dāng)前的平均隊(duì)列長度與所述的計算子單元中預(yù)設(shè)的突發(fā)包的長度上限和長度下限比對，當(dāng)平均隊(duì)列長度小于長度下限時，新到達(dá)的突發(fā)包均存入存儲列表中，存儲列表與突發(fā)包的目的地址一一對應(yīng)；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度上限時，新到達(dá)的突發(fā)包標(biāo)號均記錄至丟包子單元中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度下限、且小于長度上限時，根據(jù)預(yù)設(shè)的概率值將新到來的突發(fā)包標(biāo)號記錄至丟包子單元；長度上限為20，長度下限為10；概率值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
進(jìn)一步，步驟4中，調(diào)度單元執(zhí)行以下步驟 4.1、查詢控制信道和數(shù)據(jù)信道的空閑波長，將控制信道和數(shù)據(jù)信道的各個波長的空閑時隙寫入與波長對應(yīng)的資源列表中； 4.2、向隊(duì)列管理單元的存儲列表發(fā)出調(diào)度信號；收到調(diào)度信號的存儲列表將其儲存的BDP突發(fā)包和BCP突發(fā)包發(fā)送至調(diào)度單元； 4.3、接收BCP突發(fā)包； 4.4、將BCP突發(fā)包的到達(dá)時間和控制信道的各資源列表的空閑時間進(jìn)行比較，若到達(dá)時間與空閑時間一致，根據(jù)BCP突發(fā)包的到達(dá)時間和控制信道的資源列表的可用時間得出BCP突發(fā)包的發(fā)送時間；并將BCP突發(fā)包的發(fā)送時間和BCP突發(fā)包的偏置時間相加得到BDP的發(fā)送時間； 4.5、若BCP突發(fā)包的到達(dá)時間與空閑時間不一致，則將BDP的發(fā)送時間與數(shù)據(jù)信道的各資源列表的空閑時間進(jìn)行比較，若發(fā)送時間與空閑時間一致，則將BCP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口，并將BDP突發(fā)包放入緩沖區(qū)，并開啟緩沖器的第二定時器，將第二定時器的時間設(shè)定為BCP突發(fā)包的偏置時間； 4.6、當(dāng)?shù)诙〞r器到達(dá)偏置時間時，將BDP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口。
在調(diào)度單元中，有n個波長的可用信道就對應(yīng)n個資源列表，本發(fā)明設(shè)定四個波長，則對應(yīng)的數(shù)據(jù)信道和控制信道各有四個資源列表。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)將整個系統(tǒng)集合在單片F(xiàn)PGA芯片(Xilinx公司的Sparten-3E芯片)上，是一種以單片高性能FPGA芯片為平臺實(shí)現(xiàn)的OBS邊緣節(jié)點(diǎn)，存儲容量大，價格低廉。(2)增加了對以太網(wǎng)幀進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)的功能，避免了對從以太網(wǎng)傳來的錯誤以太網(wǎng)幀的無效處理。(3)引入隊(duì)列管理機(jī)制，能夠?qū)砣M(jìn)行早期檢測，向端系統(tǒng)發(fā)出擁塞指示，使端系統(tǒng)在路由器緩沖隊(duì)列溢出前降低發(fā)送速率，減少大量數(shù)據(jù)的丟失。(4)引入了即時資源預(yù)留方式，速度快、時延小、帶寬利用率高、對光存儲要求低、設(shè)備實(shí)現(xiàn)方式簡單、價格低廉。



圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖 圖2是以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)示意圖 圖3是邊緣節(jié)點(diǎn)分層結(jié)構(gòu)圖 圖4是邊緣節(jié)點(diǎn)電路模塊框圖 圖5是物理層與FPGA連接電路 圖6是解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元的電路 圖7是隊(duì)列管理單元的電路 圖8是調(diào)度單元的電路 圖9是解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元的電路
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例一 參照附圖1 用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，包括實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)幀的物理層接入的物理層設(shè)備，將來自以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送至光突發(fā)交換網(wǎng)的第一交換模塊和將來自光突發(fā)交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送至以太網(wǎng)的第二交換模塊； 所述的第一交換模塊包括解析以太網(wǎng)幀獲取其目的地址、并將該以太網(wǎng)幀組裝為BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包的解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，對突發(fā)包的擁塞執(zhí)行早期檢測、在路由器緩沖隊(duì)列溢出前降低發(fā)送速率、并將各突發(fā)包按其目的地址存儲的隊(duì)列管理單元，和尋找空閑的控制信道、以空閑控制信道對應(yīng)的波長將BCP突發(fā)包發(fā)送至光突發(fā)交換網(wǎng)的光電接口，并尋找空閑的數(shù)據(jù)信道、以空閑數(shù)據(jù)信道對應(yīng)的波長將與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包發(fā)送至光電接口的調(diào)度單元； 所述的第二交換模塊包括區(qū)分BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包、并在尋找到BDP突發(fā)包后刪除與其對應(yīng)的BCP突發(fā)包，再將BDP突發(fā)包轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀的解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元，將各以太網(wǎng)幀按其目的地址存儲的分類暫存單元，尋找空閑的以太網(wǎng)接口、通過空閑接口將以太網(wǎng)幀發(fā)送至對應(yīng)的物理層設(shè)備的接口、實(shí)現(xiàn)物理接入的查詢單元。
所述的解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元包括根據(jù)以太網(wǎng)幀格式、識別出以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址的分解子單元，采用校驗(yàn)算法對以太網(wǎng)幀進(jìn)行運(yùn)算、將運(yùn)算結(jié)果與以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)比對、并將運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)一致的以太網(wǎng)幀存入與目的地址一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)子單元，和將數(shù)據(jù)塊中的以太網(wǎng)幀根據(jù)BDP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BDP突發(fā)包、并根據(jù)BDP突發(fā)包的信息、根據(jù)BCP的協(xié)議格式組裝成BCP突發(fā)包的組突發(fā)包子單元；每個數(shù)據(jù)塊均有一個與之對應(yīng)的第一定時器，所述的組突發(fā)包子單元根據(jù)定時器中預(yù)設(shè)的匯聚時間組裝突發(fā)包。
所述的隊(duì)列管理單元包括計算當(dāng)前的緩沖隊(duì)列的平均隊(duì)列長隊(duì)、根據(jù)隊(duì)列長度決定丟棄或存儲突發(fā)包的計算子單元，記錄需丟棄的突發(fā)包標(biāo)號的、將突發(fā)包丟棄的丟包子單元和與突發(fā)包的目的地址一一對應(yīng)、存儲突發(fā)包的存儲列表。
計算子單元根據(jù)公式avgQ(t)＝(1-Wq)×avgQ(t-1)+Wq×q計算當(dāng)前的平均隊(duì)列長度avgQ(t)，其中，avgQ(t-1)表示上一時刻計算得出的平均隊(duì)列長度；q表示當(dāng)前隊(duì)列長度的測量值；Wq表示權(quán)重； 所述的計算子單元中預(yù)設(shè)有隊(duì)列長度上限和長度下限，當(dāng)平均隊(duì)列長度小于長度下限時，新到達(dá)的突發(fā)包均存入存儲列表中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度上限時，新到達(dá)的突發(fā)包標(biāo)號均記錄至丟包子單元中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度下限、且小于長度上限時，根據(jù)預(yù)設(shè)的概率值將新到來的突發(fā)包標(biāo)號記錄至丟包子單元。概率值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
所述的調(diào)度單元包括向隊(duì)列管理單元中各存儲列表發(fā)出調(diào)度信號的調(diào)號子單元，與控制信道的波長一一對應(yīng)的BCP資源列表，與數(shù)據(jù)信道的波長一一對應(yīng)的BDP資源列表，和按照固定的時間間隔查詢數(shù)據(jù)信道和控制信道的空閑波長、并將數(shù)據(jù)信道和控制信道的各波長的空閑時隙寫入與波長對應(yīng)的資源列表的控制子單元，以及在將BCP突發(fā)包發(fā)送至光電接口的同時、暫存與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包的緩沖區(qū)。
所述的以太網(wǎng)幀包括前導(dǎo)符，幀起始符，目標(biāo)地址，源地址，長度/類型，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)校驗(yàn)；所述的BDP突發(fā)包包括保護(hù)字段，同步字段，突發(fā)包長度，分組個數(shù)，分組長度，以太網(wǎng)幀，數(shù)據(jù)填充，校驗(yàn)字段和保護(hù)字段；BCP突發(fā)包包括類型，以太網(wǎng)包類型，光波長號，源地址，目的地址，突發(fā)包長度，偏置時間和標(biāo)號。
用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟 1、判斷數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)發(fā)送至光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，還是從光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至以太網(wǎng)； 2、若數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)發(fā)送到光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，將以太網(wǎng)幀經(jīng)過以太網(wǎng)物理層接口接入解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，解析以太網(wǎng)幀，獲取其數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址、并將以太網(wǎng)幀組裝成BDP突發(fā)包和BCP突發(fā)包；將突發(fā)包發(fā)送至隊(duì)列管理單元； 3、隊(duì)列管理單元對突發(fā)包的擁塞執(zhí)行早期檢測、在路由緩沖隊(duì)列溢出前降低發(fā)送速率、并將各突發(fā)包按其目的地址存儲； 4、調(diào)度單元向隊(duì)列管理單元發(fā)出調(diào)度信號，并尋找空閑的控制信道、以空閑控制信道對應(yīng)的波長將BCP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口；尋找空閑的數(shù)據(jù)信道、以空閑數(shù)據(jù)信道對應(yīng)的波長將與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口； 5、若數(shù)據(jù)是從光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)傳送到以太網(wǎng)，則根據(jù)BCP突發(fā)包的協(xié)議區(qū)分出BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包，并在找到BDP突發(fā)包后、刪除與其對應(yīng)的BCP突發(fā)包； 6、從BDP突發(fā)包中提取出以太網(wǎng)幀； 7、將以太網(wǎng)幀根據(jù)其目的地址分別存放； 8、尋找空閑的以太網(wǎng)-邊緣節(jié)點(diǎn)物理層接口，設(shè)定查詢時間；若沒有查找到空閑的物理層接口，則等待一個查詢時間后重新尋找；若查找到空閑的物理層接口，則將以太網(wǎng)幀發(fā)送至空閑的物理層接口； 9、等待下一個數(shù)據(jù)的到來，重復(fù)執(zhí)行步驟1-8。
步驟2中解析以太網(wǎng)幀、組裝突發(fā)包，包括以下步驟 2.1、按照以太網(wǎng)幀格式，識別出以太網(wǎng)幀的以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址；以太網(wǎng)幀格式如表1所示， 表1 2.2、對以太網(wǎng)幀采用校驗(yàn)算法進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果與以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)對比，判斷運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)是否一致；若運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)一致，則將以太網(wǎng)幀存入與其目的地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，并開啟與數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的、預(yù)設(shè)固定的匯聚時間的第一定時器；若運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)不一致，則丟棄該以太網(wǎng)幀； 2.3、當(dāng)定時器到達(dá)匯聚時間時，將數(shù)據(jù)塊中的以太幀按照BDP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BDP突發(fā)包，形成BDP列表；根據(jù)BDP突發(fā)包的信息，按照BCP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BCP突發(fā)包； BDP突發(fā)包的協(xié)議格式如表2所示， 表2 BCP突發(fā)包的協(xié)議格式如表3所示 表3 2.4、將BDP突發(fā)包和對應(yīng)的BCP突發(fā)包發(fā)送給隊(duì)列管理單元。
步驟3中隊(duì)列管理單元執(zhí)行以下步驟 3.1、對于每一個到達(dá)隊(duì)列管理單元的BDP突發(fā)包，按照公式avgQ(t)＝(1-Wq)×avgQ(t-1)+Wq×q計算當(dāng)前的平均隊(duì)列長度avgQ(t)， 其中，avgQ(t-1)表示上一時刻計算得出的平均隊(duì)列長度； q表示當(dāng)前隊(duì)列長度的測量值； Wq表示權(quán)重； 3.2、將當(dāng)前的平均隊(duì)列長度與所述的計算子單元中預(yù)設(shè)的突發(fā)包的長度上限和長度下限比對，當(dāng)平均隊(duì)列長度小于長度下限時，新到達(dá)的突發(fā)包均存入存儲列表中，存儲列表與突發(fā)包的目的地址一一對應(yīng)；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度上限時，新到達(dá)的突發(fā)包標(biāo)號均記錄至丟包子單元中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度下限、且小于長度上限時，根據(jù)預(yù)設(shè)的概率值將新到來的突發(fā)包標(biāo)號記錄至丟包子單元；長度上限為20，長度下限為10；概率值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
步驟4中，調(diào)度單元執(zhí)行以下步驟 4.1、查詢控制信道和數(shù)據(jù)信道的空閑波長，將控制信道和數(shù)據(jù)信道的各個波長的空閑時隙寫入與波長對應(yīng)的資源列表中； 4.2、向隊(duì)列管理單元的存儲列表發(fā)出調(diào)度信號；收到調(diào)度信號的存儲列表將其儲存的BDP突發(fā)包和BCP突發(fā)包發(fā)送至調(diào)度單元； 4.3、接收BCP突發(fā)包； 4.4、將BCP突發(fā)包的到達(dá)時間和控制信道的各資源列表的空閑時間進(jìn)行比較，若到達(dá)時間與空閑時間一致，根據(jù)BCP突發(fā)包的到達(dá)時間和控制信道的資源列表的可用時間得出BCP突發(fā)包的發(fā)送時間；并將BCP突發(fā)包的發(fā)送時間和BCP突發(fā)包的偏置時間相加得到BDP的發(fā)送時間； 4.5、若BCP突發(fā)包的到達(dá)時間與空閑時間不一致，則將BDP的發(fā)送時間與數(shù)據(jù)信道的各資源列表的空閑時間進(jìn)行比較，若發(fā)送時間與空閑時間一致，則將BCP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口，并將BDP突發(fā)包放入緩沖區(qū)，并開啟緩沖器的第二定時器，將第二定時器的時間設(shè)定為BCP突發(fā)包的偏置時間； 4.6、當(dāng)?shù)诙〞r器到達(dá)偏置時間時，將BDP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口。
在調(diào)度單元中，有n個波長的可用信道就對應(yīng)n個資源列表，本發(fā)明設(shè)定四個波長，則對應(yīng)的數(shù)據(jù)信道和控制信道各有四個資源列表。
實(shí)施例二 結(jié)合范例和圖2-9，進(jìn)一步說明本發(fā)明 如圖2所示，A、B、C表示光突發(fā)交換網(wǎng)的三個邊緣節(jié)點(diǎn)；1、2、3表示光突發(fā)交換網(wǎng)的三個核心節(jié)點(diǎn)；BCP2表示目的地址為2的BCP突發(fā)包；BDP2表示目的地址為2的BDP突發(fā)包；BCP3表示目的地址為3的BCP突發(fā)包；BDP3表示目的地址為3的BDP突發(fā)包。
假設(shè)有以太網(wǎng)幀Y1、Y2～Y6需要從以太網(wǎng)1傳送到以太網(wǎng)2或以太網(wǎng)3；Y1、Y2、Y4的源地址是以太網(wǎng)1的用戶1、2、4，目的地址是以太網(wǎng)2的用戶1、2、4；Y3、Y5、Y6的源地址是以太網(wǎng)1的用戶3、5、6，目的地址是以太網(wǎng)3的用戶3、5、6。下面詳述數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)和光突發(fā)交換網(wǎng)之間的傳輸。
1)在邊緣節(jié)點(diǎn)A，以太網(wǎng)幀Y1～Y6分別從以太網(wǎng)1的1～6號端口進(jìn)入，通過物理層接口1～6進(jìn)入FPGA； 2)Y1～Y6首先進(jìn)入解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，在單元的以太網(wǎng)幀分解模塊，按照表1的以太網(wǎng)幀格式，識別出以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和以太網(wǎng)幀的目的地址，識別出Y1、Y2、Y4的目的地址為以太網(wǎng)2，Y3、Y5、Y6的目的地址為以太網(wǎng)3； 3)在所述解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元的校驗(yàn)子單元，對以太網(wǎng)幀Y1、Y2～Yn采用校驗(yàn)算法進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果與各自以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)相比較，相互不一致的以太網(wǎng)幀則丟失，相互一致則繼續(xù)下一操作； 4)將Y1存入數(shù)據(jù)塊2中，開啟第一定時器2，設(shè)定時間為0.5ms，再將Y2和Y4依次存入數(shù)據(jù)塊2中；將Y3存入數(shù)據(jù)塊3中，開啟定時器3，設(shè)定時間為0.5ms，再將Y5和Y6依次存入數(shù)據(jù)塊3中； 5)在定時器2到達(dá)0.5ms的時候，數(shù)據(jù)塊2將數(shù)據(jù)傳給突發(fā)數(shù)據(jù)分組(BDP，burst data packet)列表，列表根據(jù)表2的BDP突發(fā)包的協(xié)議格式添加相應(yīng)的字節(jié)，生成一個BDP突發(fā)包BDP2。在定時器3到達(dá)0.5ms的時候，數(shù)據(jù)塊3將數(shù)據(jù)傳給突發(fā)數(shù)據(jù)分組(BDP，burst datapacket)列表，列表根據(jù)表2的BDP突發(fā)包的協(xié)議格式添加相應(yīng)的字節(jié)，生成一個BDP突發(fā)包BDP3。
6)按照表3的BCP突發(fā)包的協(xié)議格式，提取出BDP2的相應(yīng)信息，存入BCP列表中，生成一個BCP突發(fā)包BCP2；提取出BDP3的相應(yīng)信息，存入BCP列表中，生成一個BCP突發(fā)包BCP3；最后，通過BDP_Data和BCP_Data發(fā)送BDP2、BDP3和BCP2、BCP3到隊(duì)列管理單元。
7)突發(fā)包首先進(jìn)入計算子單元，對于每一個到達(dá)突發(fā)包隊(duì)列管理單元的突發(fā)包，計算子單元按照公式avgQ(t)＝(1-wq)×avgQ(t-1)+Wq×q計算當(dāng)前的平均隊(duì)列長度；本發(fā)明假設(shè)當(dāng)平均隊(duì)長小于10時，則不進(jìn)行丟棄包處理；當(dāng)平均隊(duì)長大于20時，則丟棄全部新到達(dá)的突發(fā)包；當(dāng)平均隊(duì)長位于10和20之間，則可設(shè)定概率值并按照所設(shè)定的概率值丟棄到來的突發(fā)包。假設(shè)BDP2、BDP3和BCP2、BCP3到達(dá)并計算后，不需要丟棄，BDP2和BCP2存入隊(duì)列2對應(yīng)的BDP塊和BCP塊中。BDP3和BCP3存入隊(duì)列3對應(yīng)的BDP塊和BCP塊中。
8)等待調(diào)度信號的到來，EN2為1時，隊(duì)列2中的BDP2和BCP2發(fā)送給調(diào)度單元，EN3為1時，隊(duì)列3中的BDP3和BCP3發(fā)送給調(diào)度單元； 9)首先在控制器的控制下按照一定的時間間隔查詢數(shù)據(jù)信道和控制信道的可用波長，將數(shù)據(jù)信道和控制信道的四個波長的可用時隙寫入對應(yīng)的八個資源列表中；給隊(duì)列管理單元發(fā)送調(diào)度信號EN2，隊(duì)列管理單元發(fā)送BCP2和BDP2給調(diào)度單元； 10)當(dāng)BCP2到達(dá)調(diào)度模塊時，查詢BCPa1～BCPa4資源表的可用時隙，得出BCP2的發(fā)送時間；查詢BCP2的偏置時間，并將其與BCP2的發(fā)送時間相加，計算得出BDP2的發(fā)送時間，查詢BDPb1～BDPb2資源表的可用時隙；如果沒有可用時隙，則丟棄BCP2和BDP2，如果兩者均有可用時隙，則通過光電接口發(fā)送BCP2并將BDP2放入緩沖區(qū)，同時開啟第二定時器，設(shè)定時間為BCP2的偏置時間；當(dāng)?shù)诙〞r器到達(dá)設(shè)定時間時，通過光電接口發(fā)送BDP2； 11)發(fā)送的BCP2和BDP2經(jīng)過核心節(jié)點(diǎn)的路由和交換之后，到達(dá)邊緣節(jié)點(diǎn)B處； 12)BCP2和BDP2首先進(jìn)入解突發(fā)包/組以太幀單元，突發(fā)包檢驗(yàn)單元根據(jù)表2的BDP突發(fā)包的協(xié)議格式和表3的BCP突發(fā)包的協(xié)議格式，找出BDP2突發(fā)包，刪除BCP2突發(fā)包； 13)對BDP2按照表2的BDP突發(fā)包的協(xié)議格式進(jìn)行拆分，取出Y1、Y2、Y4； 14)根據(jù)表1查出以太網(wǎng)幀Y1、Y2、Y4的目的地址為1、2、4，按照對應(yīng)的類別號分別從S_Data1、S_Data2、S_Data4發(fā)送給六路以太網(wǎng)幀分類暫存單元，進(jìn)行暫存； 15)在六路以太網(wǎng)幀分類暫存單元中，從S_Data1發(fā)送來的Y1存入暫存單元1，從S_Data1發(fā)送來的Y2存入暫存單元2，從S_Data1發(fā)送來的Y4存入暫存單元4； 16)查詢六路接口是否有空閑，有空閑時，將六路以太網(wǎng)幀分類暫存單元中暫存單元1～6中的數(shù)據(jù)，從物理層接口1～6發(fā)送出去； 至此，在光突發(fā)交換網(wǎng)中，完成了以太網(wǎng)幀Y1、Y2～Y6從以太網(wǎng)1到以太網(wǎng)2、3傳輸。
圖3中，a表示控制信道；b表示數(shù)據(jù)信道。
圖4中FPGA表示現(xiàn)場可編程門陣列； TXD[3:0]表示物理層接口接收FPGA發(fā)來的四條數(shù)據(jù)信號的管腳； TX_EN表示物理層接口接收FPGA發(fā)來的數(shù)據(jù)使能信號的管腳； TXD4/TXER表示物理層接口接收FPGA發(fā)來的錯誤校驗(yàn)信號的管腳； TX_CLK表示物理層接口向FPGA發(fā)出25MHz頻率的管腳，此頻率作為在100Base_TX模式下接收數(shù)據(jù)時所用頻率； RXD[3:0]表示物理層接口向FPGA發(fā)出四條數(shù)據(jù)信號的管腳； RX_DV表示物理層接口向FPGA發(fā)出接收數(shù)據(jù)有效信號的管腳； RXD4/RXER表示物理層接口向FPGA發(fā)出錯誤校驗(yàn)信號的管腳； RX_CLK表示物理層接口向FPGA發(fā)出25MHz頻率的管腳，此頻率作為在100Base_TX模式下發(fā)送數(shù)據(jù)時所用頻率； CRS表示物理層接口向FPGA發(fā)出錯誤校驗(yàn)碼信號的管腳； COL表示物理層接口向FPGA發(fā)出沖突檢測信號的管腳； MDC表示物理層接口向FPGA發(fā)出串行時鐘管理信號的管腳； MDIO表示物理層接口向FPGA發(fā)出串行數(shù)據(jù)輸入輸出管理信號的管腳； E_TXD[3:0]表示FPGA向物理層接口發(fā)出四條數(shù)據(jù)信號的管腳； E_TX_EN表示FPGA向物理層接口發(fā)出數(shù)據(jù)使能信號的管腳； E_TXD4/TXER表示FPGA向物理層接口發(fā)出錯誤校驗(yàn)信號的管腳； E_TX_CLK表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的25MHz頻率的管腳，此頻率作為在100Base_TX模式下接收數(shù)據(jù)時所用頻率； E_RXD[3:0]表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的四條數(shù)據(jù)信號的管腳； E_RX_DV表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的接收數(shù)據(jù)有效信號的管腳； E_RXD4/RXER表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的錯誤校驗(yàn)信號的管腳； E_RX_CLK表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的25MHz頻率的管腳，此頻率作為在100Base_TX模式下發(fā)送數(shù)據(jù)時所用頻率； E_CRS表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的錯誤校驗(yàn)碼信號的管腳； E_COL表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的沖突檢測信號的管腳； E_MDC表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的串行時鐘管理信號的管腳； E_MDIO表示FPGA接收物理層接口發(fā)來的串行數(shù)據(jù)輸入輸出管理信號的管腳。
圖5中，數(shù)據(jù)塊2表示存放目的地址為2的突發(fā)包的數(shù)據(jù)塊；數(shù)據(jù)塊3表示存放目的地址為3的突發(fā)包的數(shù)據(jù)塊；定時器2表示數(shù)據(jù)塊2對應(yīng)的定時器；定時器3表示數(shù)據(jù)塊3對應(yīng)的定時器；RXER表示解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元發(fā)出錯誤檢驗(yàn)信號的管腳；CLK表示解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元接收時鐘信號的管腳；E_TXD 1[3:0]表示解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元接收一組數(shù)據(jù)信號的管腳；BDP_Data表示解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元發(fā)出BDP突發(fā)包信號的管腳；BCP_Data表示解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元發(fā)出BCP突發(fā)包信號的管腳；LOST表示解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元接收丟包信號的管腳。
圖6中，隊(duì)列2表示目的地址為2的BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包存放的隊(duì)列；隊(duì)列3表示目的地址為3的BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包存放的隊(duì)列；LOST表示隊(duì)列管理單元發(fā)出丟包信號的管腳；BDP_Data表示隊(duì)列管理單元接收BDP突發(fā)包信號的管腳；BCP_Data表示隊(duì)列管理單元接收BCP突發(fā)包信號的管腳；BDP_D表示隊(duì)列管理單元發(fā)出BDP突發(fā)包信號的管腳；BCP_D表示隊(duì)列管理單元發(fā)出BCP突發(fā)包信號的管腳；EN2表示隊(duì)列管理單元接收隊(duì)列2的使能信號的管腳；EN3表示隊(duì)列管理單元接收隊(duì)列3的使能信號的管腳。
圖7中，BCPa1資源表表示控制信道第一個波長的資源表；BCPa2資源表表示控制信道第二個波長的資源列表；BCPa3資源表表示控制信道第三個波長的資源列表；BCPa4資源表表示控制信道第四個波長的資源列表；BDPb1資源表表示數(shù)據(jù)信道第一個波長的資源列表；BDPb2資源表表示數(shù)據(jù)信道第二個波長的資源列表；BDPb3資源表表示數(shù)據(jù)信道第三個波長的資源列表；BDPb4資源表表示數(shù)據(jù)信道第四個波長的資源列表；BDP_D表示調(diào)度單元接收BDP突發(fā)包信號的管腳；BCP_D表示調(diào)度單元接收BCP突發(fā)包信號的管腳；EN2表示資源調(diào)度發(fā)出隊(duì)列2的使能信號的管腳；EN3表示資源調(diào)度發(fā)出隊(duì)列3的使能信號的管腳；BCPa1~BCPa4表示調(diào)度單元發(fā)出BCP突發(fā)包的四條控制信道的管腳；BDPb1~BDPb4表示調(diào)度單元發(fā)出BDP突發(fā)包的四條數(shù)據(jù)信道的管腳。
圖8中，CLK表示解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元接收時鐘信號的管腳；S_Data1～S_Data6表示解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元發(fā)出六組以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)信號的管腳；S_Data表示解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元接收數(shù)據(jù)信號的管腳。
本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，包括實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)幀的物理層接入的物理層設(shè)備，將來自以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送至光突發(fā)交換網(wǎng)的第一交換模塊和將來自光突發(fā)交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送至以太網(wǎng)的第二交換模塊；
其特征在于所述的第一交換模塊包括解析以太網(wǎng)幀獲取其目的地址、并將該以太網(wǎng)幀組裝為BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包的解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，對突發(fā)包的擁塞執(zhí)行早期檢測、在路由器緩沖隊(duì)列溢出前降低發(fā)送速率、并將各突發(fā)包按其目的地址存儲的隊(duì)列管理單元，和尋找空閑的控制信道、以空閑控制信道對應(yīng)的波長將BCP突發(fā)包發(fā)送至光突發(fā)交換網(wǎng)的光電接口，并尋找空閑的數(shù)據(jù)信道、以空閑數(shù)據(jù)信道對應(yīng)的波長將與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包發(fā)送至光電接口的調(diào)度單元；
所述的第二交換模塊包括區(qū)分BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包、并在尋找到與BDP突發(fā)包后刪除與其對應(yīng)的BCP突發(fā)包，再將BDP突發(fā)包轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀的解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元，將各以太網(wǎng)幀按其目的地址存儲的分類暫存單元，尋找空閑的以太網(wǎng)接口、通過空閑接口將以太網(wǎng)幀發(fā)送至對應(yīng)的物理層設(shè)備的接口、實(shí)現(xiàn)物理接入的查詢單元。
2.如權(quán)利要求1所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述的解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元包括根據(jù)以太網(wǎng)幀格式、識別出以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址的分解子單元，采用校驗(yàn)算法對以太網(wǎng)幀進(jìn)行運(yùn)算、將運(yùn)算結(jié)果與以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)比對、并將運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)一致的以太網(wǎng)幀存入與目的地址一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)子單元，和將數(shù)據(jù)塊中的以太網(wǎng)幀根據(jù)BDP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BDP突發(fā)包、并根據(jù)BDP突發(fā)包的信息、根據(jù)BCP的協(xié)議格式組裝成BCP突發(fā)包的組突發(fā)包子單元；每個數(shù)據(jù)塊均有一個與之對應(yīng)的第一定時器，所述的組突發(fā)包子單元根據(jù)定時器中預(yù)設(shè)的匯聚時間組裝突發(fā)包。
3.如權(quán)利要求2所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述的隊(duì)列管理單元包括計算當(dāng)前的緩沖隊(duì)列的平均隊(duì)列長隊(duì)、根據(jù)隊(duì)列長度決定丟棄或存儲突發(fā)包的計算子單元，記錄需丟棄的突發(fā)包標(biāo)號的、將突發(fā)包丟棄的丟包子單元和與突發(fā)包的目的地址一一對應(yīng)、存儲突發(fā)包的存儲列表。
4.如權(quán)利要求3所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，其特征在于計算子單元根據(jù)公式avgQ(t)＝(1-Wq)×avgQ(t-1)+Wq×q計算當(dāng)前的平均隊(duì)列長度avgQ(t)，其中，avgQ(t-1)表示上一時刻計算得出的平均隊(duì)列長度；q表示當(dāng)前隊(duì)列長度的測量值；Wq表示權(quán)重；
所述的計算子單元中預(yù)設(shè)有隊(duì)列長度上限和長度下限，當(dāng)平均隊(duì)列長度小于長度下限時，新到達(dá)的突發(fā)包均存入存儲列表中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度上限時，新到達(dá)的突發(fā)包標(biāo)號均記錄至丟包子單元中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度下限、且小于長度上限時，根據(jù)預(yù)設(shè)的概率值將新到來的突發(fā)包標(biāo)號記錄至丟包子單元。
5.如權(quán)利要求4所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述的調(diào)度單元包括向隊(duì)列管理單元中各存儲列表發(fā)出調(diào)度信號的調(diào)號子單元，與控制信道的波長一一對應(yīng)的BCP資源列表，與數(shù)據(jù)信道的波長一一對應(yīng)的BDP資源列表，和按照固定的時間間隔查詢數(shù)據(jù)信道和控制信道的空閑波長、并將數(shù)據(jù)信道和控制信道的各波長的空閑時隙寫入與波長對應(yīng)的資源列表的控制子單元，以及在將BCP突發(fā)包發(fā)送至光電接口的同時、暫存與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包的緩沖區(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟
1)、判斷數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)發(fā)送至光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，還是從光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至以太網(wǎng)；
2)、若數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)發(fā)送到光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，將以太網(wǎng)幀經(jīng)過以太網(wǎng)物理層接口接入解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，解析以太網(wǎng)幀，獲取其數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址、并將以太網(wǎng)幀組裝成BDP突發(fā)包和BCP突發(fā)包；將突發(fā)包發(fā)送至隊(duì)列管理單元；
3、隊(duì)列管理單元對突發(fā)包的擁塞執(zhí)行早期檢測、在路由緩沖隊(duì)列溢出前降低發(fā)送速率、并將各突發(fā)包按其目的地址存儲；
4、調(diào)度單元向隊(duì)列管理單元發(fā)出調(diào)度信號，并尋找空閑的控制信道、以空閑控制信道對應(yīng)的波長將BCP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口；尋找空閑的數(shù)據(jù)信道、以空閑數(shù)據(jù)信道對應(yīng)的波長將與該BCP對應(yīng)的BDP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口；
5)、若數(shù)據(jù)是從光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)傳送到以太網(wǎng)，則根據(jù)BCP突發(fā)包的協(xié)議區(qū)分出BCP突發(fā)包和BDP突發(fā)包，并在找到BDP突發(fā)包后、刪除與其對應(yīng)的BCP突發(fā)包；
6)、從BDP突發(fā)包中提取出以太網(wǎng)幀；
7)、將以太網(wǎng)幀根據(jù)其目的地址分別存放；
8、尋找空閑的以太網(wǎng)-邊緣節(jié)點(diǎn)物理層接口，設(shè)定查詢時間；若沒有查找到空閑的物理層接口，則等待一個查詢時間后重新尋找；若查找到空閑的物理層接口，則將以太網(wǎng)幀發(fā)送至空閑接口；
9)、等待下一個數(shù)據(jù)的到來，重復(fù)執(zhí)行步驟1-8。
7.如權(quán)利要求6所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于步驟2)中解析以太網(wǎng)幀、組裝突發(fā)包，包括以下步驟
2.1、按照以太網(wǎng)幀格式，識別出以太網(wǎng)幀的以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)和目的地址；
2.2、對以太網(wǎng)幀采用校驗(yàn)算法進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果與以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)校驗(yàn)對比，判斷運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)是否一致；若運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)一致，則將以太網(wǎng)幀存入與其目的地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，并開啟與數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的、預(yù)設(shè)固定的匯聚時間的第一定時器；若運(yùn)算結(jié)果與數(shù)據(jù)校驗(yàn)不一致，則丟棄該以太網(wǎng)幀；
2.3、當(dāng)定時器到達(dá)匯聚時間時，將數(shù)據(jù)塊中的以太幀按照BDP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BDP突發(fā)包，形成BDP列表；根據(jù)BDP突發(fā)包的信息，按照BCP突發(fā)包的協(xié)議格式組裝成BCP突發(fā)包；
2.4、將BDP突發(fā)包和對應(yīng)的BCP突發(fā)包發(fā)送給隊(duì)列管理單元。
8.如權(quán)利要求7所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于步驟3)中隊(duì)列管理單元執(zhí)行以下步驟
3.1、對于每一個到達(dá)隊(duì)列管理單元的BDP突發(fā)包，按照公式avgQ(t)＝(1-Wq)×avgQ(t-1)+Wq×q計算當(dāng)前的平均隊(duì)列長度avgQ(t)，
其中，avgQ(t-1)表示上一時刻計算得出的平均隊(duì)列長度；
q表示當(dāng)前隊(duì)列長度的測量值；
Wq表示權(quán)重；
3.2、將當(dāng)前的平均隊(duì)列長度與所述的計算子單元中預(yù)設(shè)的突發(fā)包的長度上限和長度下限比對，當(dāng)平均隊(duì)列長度小于長度下限時，新到達(dá)的突發(fā)包均存入存儲列表中，存儲列表與突發(fā)包的目的地址一一對應(yīng)；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度上限時，新到達(dá)的突發(fā)包標(biāo)號均記錄至丟包子單元中；當(dāng)平均隊(duì)列長度大于長度下限、且小于長度上限時，根據(jù)預(yù)設(shè)的概率值將新到來的突發(fā)包標(biāo)號記錄至丟包子單元；長度上限為20，長度下限為10；概率值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。
9.如權(quán)利要求8所述的用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于步驟4)中，調(diào)度單元執(zhí)行以下步驟
4.1、查詢控制信道和數(shù)據(jù)信道的空閑波長，將控制信道和數(shù)據(jù)信道的各個波長的空閑時隙寫入與波長對應(yīng)的資源列表中；
4.2、向隊(duì)列管理單元的存儲列表發(fā)出調(diào)度信號；收到調(diào)度信號的存儲列表將其儲存的BDP突發(fā)包和BCP突發(fā)包發(fā)送至調(diào)度單元；
4.3、接收BCP突發(fā)包；
4.4、將BCP突發(fā)包的到達(dá)時間和控制信道的各資源列表的空閑時間進(jìn)行比較，若到達(dá)時間與空閑時間一致，根據(jù)BCP突發(fā)包的到達(dá)時間和控制信道的資源列表的可用時間得出BCP突發(fā)包的發(fā)送時間；并將BCP突發(fā)包的發(fā)送時間和BCP突發(fā)包的偏置時間相加得到BDP的發(fā)送時間；
4.5、若BCP突發(fā)包的到達(dá)時間與空閑時間不一致，則將BDP的發(fā)送時間與數(shù)據(jù)信道的各資源列表的空閑時間進(jìn)行比較，若發(fā)送時間與空閑時間一致，則將BCP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口，并將BDP突發(fā)包放入緩沖區(qū)，并開啟緩沖器的第二定時器，將第二定時器的時間設(shè)定為BCP突發(fā)包的偏置時間；
4.6、當(dāng)?shù)诙〞r器到達(dá)偏置時間時，將BDP突發(fā)包發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)的光電接口。
全文摘要
用于連接以太網(wǎng)與光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)，包括物理層設(shè)備，第一交換模塊和第二交換模塊；第一交換模塊包括解以太網(wǎng)幀-組突發(fā)包單元，隊(duì)列管理單元，和調(diào)度單元；第二交換模塊包括解突發(fā)包-組以太網(wǎng)幀單元，分類暫存單元，和查詢單元。邊緣節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟判斷數(shù)據(jù)流向；若數(shù)據(jù)是從以太網(wǎng)發(fā)送到光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)，解析以太網(wǎng)幀、組裝突發(fā)包；將各突發(fā)包按其目的地址存儲；尋找空閑信道發(fā)送突發(fā)包；若數(shù)據(jù)是從光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)傳送到以太網(wǎng)，則解突發(fā)包提取以太網(wǎng)幀；將以太網(wǎng)幀根據(jù)其目的地址分別存放；尋找空閑的物理層接口發(fā)送以太網(wǎng)幀等待下一個數(shù)據(jù)的到來，重復(fù)執(zhí)行上述步驟。本發(fā)明具有能實(shí)現(xiàn)全雙工轉(zhuǎn)換，改善擁塞的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04L1/00GK101764758SQ20101010745
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月30日
發(fā)明者樂孜純, 付明磊, 卞燕如, 張明 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)