專利名稱：路由環(huán)境中的基于源的隊(duì)列選擇機(jī)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組交換通信網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及接入路由器中的排隊(duì)技術(shù)。
背景技術(shù)：
在基于網(wǎng)絡(luò)處理器的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)路由器中，通常按目的地接口來執(zhí)行流量管理的排隊(duì)功能。當(dāng)路由器中要求基于源排隊(duì)時(shí)，比如當(dāng)在用戶邊緣設(shè)備處使用路由器且端口連接到接入側(cè)時(shí)，已知的解決方案為了將隊(duì)列與源接口相關(guān)聯(lián)，按源接口并按目的地路由來定義流。流是具有相同流量管理特性的數(shù)據(jù)流，所述流量管理特性可以是，比如目的地IP路由(例如，2. 2. 2. 2/24，表示一組IP地址，該組IP地址具有共同的前24位)、或特定目的地IP地址(例如，I. I. I. I)、或VPLS(虛擬私有LAN服務(wù)，RFC2547)中的目的地MAC地址、或LSR (標(biāo)簽交換路由器，RFC3032)中的MPLS標(biāo)簽。另一種已知的替換實(shí)施方式是在基于源的排隊(duì)之后執(zhí)行路由數(shù)據(jù)路徑查找(lookup)。兩種方法都要求按源并按目的地的流。因?yàn)樾枰槍?duì)每個(gè)目的地都創(chuàng)建按照源的流，所以按源來執(zhí)行排隊(duì)功能典型地需要大量的資源，導(dǎo)致存儲(chǔ)器中存在較大的上下文(context)表，并因此消耗大量的存儲(chǔ)器，這不管是從存儲(chǔ)器成本的角度還是從由使用的存儲(chǔ)器資源耗盡導(dǎo)致的性能降低的角度來看，都是代價(jià)很高的。

圖I示出了任意的現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)基于源的排隊(duì)的實(shí)施。在圖I中，端口 101、103可被配置具有進(jìn)入接口 105、107、109。來自每個(gè)進(jìn)入接口的IP分組都被指向單獨(dú)的流。例如，來自進(jìn)入接口 105,107,109的IP分組111、113、115分別被指向流117、119、121。對(duì)于基于源的排隊(duì)來講，源自進(jìn)入接口 105的IP分組123、125、127、129被轉(zhuǎn)發(fā)到隊(duì)列集合131。隊(duì)列集合131中的隊(duì)列133、135、137每個(gè)都被配置用于處理具有不同優(yōu)先級(jí)的流量。隊(duì)列是根據(jù)通過交換結(jié)構(gòu)139的下行流帶寬來被處理的。因此，用于在保持路由和排隊(duì)性能的同時(shí)最小化存儲(chǔ)器使用的手段一直是讓人高度期待的。

發(fā)明內(nèi)容
在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種用于在分組路由器中選擇隊(duì)列的方法。該方法包括下列步驟從進(jìn)入接口接收數(shù)據(jù)分組；存儲(chǔ)與所述流中的所述數(shù)據(jù)分組相關(guān)聯(lián)的所述進(jìn)入接口的標(biāo)識(shí)符；根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的目的地地址將所述數(shù)據(jù)分組指向流；根據(jù)所存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符將所述數(shù)據(jù)分組從所述流轉(zhuǎn)發(fā)到與所述進(jìn)入接口相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列集合。其他的實(shí)施方式還包括以下步驟根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的優(yōu)先級(jí)將所述數(shù)據(jù)分組指派到所述隊(duì)列集合中的隊(duì)列，其中所述隊(duì)列對(duì)應(yīng)于所述優(yōu)先級(jí)。在其他實(shí)施方式中，存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符的步驟包括在分配給所述流中的所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)部寄存器中存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符。在其他實(shí)施方式中，存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符的步驟包括在分配給所述流中的所述數(shù)據(jù)分組的外部存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符。
在其他實(shí)施方式中，存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符的步驟包括在封裝報(bào)頭中將所述標(biāo)識(shí)符附加到所述數(shù)據(jù)分組前。在其他實(shí)施方式中，通過所述數(shù)據(jù)分組中的服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù)來定義所述優(yōu)先級(jí)。在其他實(shí)施方式中，通過所述數(shù)據(jù)分組中的轉(zhuǎn)發(fā)類(Class)參數(shù)來定義所述優(yōu)先級(jí)。在其他實(shí)施方式中 ，當(dāng)所述分組存在于所述流中時(shí)，所述內(nèi)部寄存器被分配到所述流。在其他實(shí)施方式中，所述目的地地址包括一系列的目的地地址。在其他實(shí)施方式中，所述分組路由器包括IP路由器，并且所述數(shù)據(jù)分組包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)分組。在其他實(shí)施方式中，所述分組路由器包括以太網(wǎng)路由器，所述數(shù)據(jù)分組包括以太網(wǎng)分組，并且所述目的地地址包括目的地MAC地址。在其他實(shí)施方式中，所述分組路由器包括標(biāo)簽交換路由器(LSR)，并且所述數(shù)據(jù)分組包括多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)分組,并且所述目的地地址包括MPLS標(biāo)簽。本發(fā)明的實(shí)施方式的另一方面提供了一種用于在分組路由器中處理到來的分組的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括進(jìn)入接口，用于接收數(shù)據(jù)分組，該進(jìn)入接口具有進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)與所述流中的所述數(shù)據(jù)分組相關(guān)聯(lián)的所述進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符；流，用于接受來自所述接口的所述數(shù)據(jù)分組；其中所述流與所述數(shù)據(jù)分組的目的地地址相關(guān)聯(lián)；轉(zhuǎn)發(fā)裝置，用于根據(jù)所存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符將所述數(shù)據(jù)分組從所述流轉(zhuǎn)發(fā)到與所述進(jìn)入接口相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列集合。在一些實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)發(fā)裝置被配置用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的優(yōu)先級(jí)將所述數(shù)據(jù)分組指派到所述隊(duì)列集合中的隊(duì)列，其中該隊(duì)列對(duì)應(yīng)于所述優(yōu)先級(jí)。在一些實(shí)施方式中，所述存儲(chǔ)裝置包括分配給所述流中的所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)部寄存器。在一些實(shí)施方式中，所述存儲(chǔ)裝置包括分配給所述流中的所述數(shù)據(jù)分組的外部存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施方式中，所述存儲(chǔ)裝置包括附加到所述數(shù)據(jù)分組之前的封裝報(bào)頭。在一些實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)處理器。在一些實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包括現(xiàn)場可編程門陣列。在一些實(shí)施方式中，所述系統(tǒng)包括專用集成電路。在一些實(shí)施方式中，所述分組路由器包括IP路由器，并且所述數(shù)據(jù)分組包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)分組。在一些實(shí)施方式中，所述分組路由器包括以太網(wǎng)路由器，所述數(shù)據(jù)分組包括以太網(wǎng)分組，并且所述目的地地址包括目的地MAC地址。在一些實(shí)施方式中，所述分組路由器包括標(biāo)簽交換路由器(LSR)，并且所述數(shù)據(jù)分組包括多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)分組,并且所述目的地地址包括MPLS標(biāo)簽。本發(fā)明的實(shí)施方式的另一方面提供了一種可由機(jī)器讀取的程序存儲(chǔ)裝置，其有形地實(shí)現(xiàn)可由機(jī)器執(zhí)行的指令的程序，以執(zhí)行如上所述的方法步驟。


這里，通過示例或示例結(jié)合附圖的方式，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的設(shè)備和/或方法的一些實(shí)施方式進(jìn)行了描述，其中圖I是示出了 IP路由器中的基于源的排隊(duì)的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施的圖示；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的IP路由器中的基于源的排隊(duì)的圖示；圖3示出了本發(fā)明的內(nèi)部寄存器實(shí)施方式的方面；圖4示出了本發(fā)明的分組封裝實(shí)施方式；以及圖5示出了本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的步驟。在附圖中，相近的特征由相近的參考符號(hào)來表示。
具體實(shí)施例方式在基于網(wǎng)絡(luò)處理器的服務(wù)路由器中，每個(gè)局域IP接口(IF)都與進(jìn)入接口卡上的端口綁定?；贗P目的地地址使用網(wǎng)絡(luò)處理器過濾器來對(duì)到來的IP分組進(jìn)行分析/歸類。分組于是在網(wǎng)絡(luò)處理器上經(jīng)受IP路由處理。一種實(shí)施方式包括在與正被網(wǎng)絡(luò)處理器處理的數(shù)據(jù)分組相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)寄存器中存儲(chǔ)源接口信息。當(dāng)分組已被路由時(shí)，該分組于是被發(fā)送到與由存儲(chǔ)在寄存器中的源接口信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)的接口相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列集合。在這種實(shí)施方式中，寄存器只與當(dāng)前正被處理的分組相關(guān)聯(lián)。當(dāng)分組到達(dá)與合適的接口相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列集合時(shí)，該分組被添加到隊(duì)列集合中的隊(duì)列中，其中所述隊(duì)列與所述分組的優(yōu)先級(jí)相關(guān)聯(lián)?？梢酝ㄟ^分組中的服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù)、基于IP分組的DSCP與進(jìn)入IP I/F策略的轉(zhuǎn)發(fā)類(FC)、或本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其他區(qū)分優(yōu)先次序的機(jī)制，來定義分組的優(yōu)先級(jí)。參見圖2，來自進(jìn)入接口 205、207、209的IP分組與它們的起始進(jìn)入接口相關(guān)聯(lián)，這通過在每個(gè)IP分組移動(dòng)通過流時(shí)存儲(chǔ)與該IP分組相關(guān)聯(lián)的進(jìn)入接口的標(biāo)識(shí)符來實(shí)現(xiàn)。這通過曲線箭頭上的編號(hào)圓圈①、②、③來概念性的示出，其中曲線箭頭用來表示正移動(dòng)通過路由器的分組。編號(hào)圓圈①、②、③表示所存儲(chǔ)的進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符，所述標(biāo)識(shí)符在IP分組移動(dòng)通過流211、213、215、217的過程中與該IP分組相關(guān)聯(lián)。每個(gè)流處理與一目的地IP地址相關(guān)聯(lián)的所有IP分組。通過讀取與每個(gè)IP分組相關(guān)聯(lián)的所存儲(chǔ)的進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符，來將IP分組從流211、213、215、217轉(zhuǎn)發(fā)到隊(duì)列集合219、221、223。隊(duì)列集合219中的隊(duì)列225、227、229每個(gè)都被配置用于處理具有不同優(yōu)先級(jí)的流量。根據(jù)通過交換結(jié)構(gòu)231的下行流帶寬來處理隊(duì)列。圖3示出了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其中進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符被存儲(chǔ)在寄存器301中。網(wǎng)絡(luò)處理器303具有多個(gè)存儲(chǔ)器塊305、307、309，每個(gè)存儲(chǔ)器塊專用于一個(gè)流，從而允許多個(gè)流能夠同時(shí)被處理。IP分組是通過每個(gè)流進(jìn)行處理的，每次處理一個(gè)分組。寄存器301、311、313被指派給流305，并且在分組在流內(nèi)被處理期間保持與流相關(guān)聯(lián)。在另一種實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于每個(gè)分組的進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器中，并在分組被流處理期間明確地與分組相關(guān)聯(lián)。圖4示出了另一種實(shí)施方式，其中可路由的IP分組前附加了交換結(jié)構(gòu)封裝報(bào)頭。這樣，每個(gè)IP分組401前都被附加了封裝報(bào)頭403，其中對(duì)應(yīng)于分組的進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符被存儲(chǔ)在封裝報(bào)頭403中。這為進(jìn)入接口信息提供了便攜的存儲(chǔ)機(jī)制。封裝報(bào)頭內(nèi)的內(nèi)部字段標(biāo)記可被用于附加處理。圖5示出了本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的步驟，其中該方法開始于步驟501。在步驟503，IP路由器的網(wǎng)絡(luò)處理器從進(jìn)入接口接收IP分組。在步驟505，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)接收到所述分組的接口的進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符。如前所述，處理器能夠以多種不同的方式存儲(chǔ)進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很好的理解到，其它用于為每個(gè)分組存儲(chǔ)進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符的方法同樣適用。在步驟507，IP分組被指向?qū)?yīng)于IP分組的目的地地址的流。所存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符隨后在步驟509中可用，在步驟509中，根據(jù)存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符將IP分組轉(zhuǎn)發(fā)到與進(jìn)入接口相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列。此時(shí)，不再需要標(biāo)識(shí)符。在標(biāo)識(shí)符被存儲(chǔ)于封裝報(bào)頭的情況中，在獲取了標(biāo)識(shí)符之后將報(bào)頭剝離。應(yīng)該注意到，前文的描述討論的是具有IP路由器并且承載IP分組的實(shí)施方式。處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)的其它實(shí)施方式一般的適用于承載數(shù)據(jù)分組的分組路由器、承載具有目的地MAC地址的以太網(wǎng)分組的以太網(wǎng)路由器、以及承載具有作為目的地地址的多
協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)標(biāo)簽的MPLS分組的標(biāo)簽交換路由器(LSR)。與基于源的路由的現(xiàn)有技術(shù)方法(其中要求針對(duì)每個(gè)目的地路由和每個(gè)進(jìn)入接口的單獨(dú)的流)形成對(duì)照的是，本發(fā)明的實(shí)施方式為每個(gè)目的地路由使用單個(gè)流。為了示出本發(fā)明的價(jià)值，考慮如下的IP路由器，該IP路由器具有100 (—百)個(gè)要求基于源排隊(duì)的進(jìn)入接口以及1000 (—千)個(gè)不同目的地路由或目的地地址。使用按照每個(gè)進(jìn)入接口和每個(gè)目的地路由具有一個(gè)流的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施，將會(huì)需要100，000個(gè)單獨(dú)的流，而本發(fā)明的實(shí)施方式只需要100個(gè)流。在使用內(nèi)部寄存器存儲(chǔ)進(jìn)入接口標(biāo)識(shí)符的實(shí)施方式中，同樣需要每個(gè)流一個(gè)內(nèi)部寄存器。在典型的網(wǎng)絡(luò)處理器實(shí)施中，每個(gè)流都典型地被指派若干未使用的并且可用的寄存器。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠輕易地認(rèn)識(shí)到以上描述的各種方法的步驟都能通過編程計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。這里，一些實(shí)施方式還意在覆蓋程序存儲(chǔ)裝置，例如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介，其是機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀的，并對(duì)指令的機(jī)器可執(zhí)行或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序進(jìn)行編碼，其中所述指令執(zhí)行上述方法的所有或部分步驟。程序存儲(chǔ)裝置可以是，例如數(shù)字存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)媒介(比如磁盤和磁帶)、硬盤、或光可讀取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介。實(shí)施方式還意在覆蓋被編程以執(zhí)行上述方法的所述步驟的計(jì)算機(jī)。說明書和附圖只示出了本發(fā)明的原理。應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到各種安排，這些安排雖未在這里明確描述或示出，但體現(xiàn)了本發(fā)明的原理并屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)。此外，此處描述的所有示例主要意在只以教導(dǎo)為目的幫助讀者對(duì)本發(fā)明的原理以及發(fā)明人對(duì)本領(lǐng)域貢獻(xiàn)的概念進(jìn)行理解，并應(yīng)被理解為沒有將本發(fā)明限制到所特別描述的示例或情況。此外，此處關(guān)于本發(fā)明的原理、各個(gè)方面以及實(shí)施例的所有論述以及關(guān)于其特定示例的描述，都意在涵蓋等同情況。附圖中示出的各個(gè)元素(包括標(biāo)示為“處理器”的任何功能塊)的功能都可通過使用專用硬件以及與適當(dāng)?shù)能浖嚓P(guān)聯(lián)的能夠執(zhí)行軟件的硬件來提供。當(dāng)通過處理器提供時(shí)，這些功能可通過單個(gè)專用處理器、單個(gè)共享處理器、或多個(gè)單獨(dú)處理器(其中一些是共享的)來提供。此外，對(duì)術(shù)語“處理器”或“控制器”的明確使用不應(yīng)被理解為排他的指向能夠執(zhí)行軟件的硬件，其可隱含地包括(不加任何限制)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)硬件、網(wǎng)絡(luò)處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)接入存儲(chǔ)器(RAM)、以及非易失性存儲(chǔ)設(shè)備。還可包括其他常規(guī)和/或慣用的硬件。類似的，圖中示出的任何開關(guān)都只是概念性的。作為對(duì)上下文更加具體的理解，它們的功能可通過程序邏輯的操作、專用邏輯、或程序控制和專用邏輯的交互來實(shí)現(xiàn)，或者甚至人工地通過可由實(shí)施者選擇的特別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解到,此處示出的任何框圖都表示體現(xiàn)本發(fā)明的原理的示例性電路的概念性視圖。類似的，應(yīng)該理解的是，任何流程圖、作業(yè)圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖、偽碼等都表示能實(shí)質(zhì)上在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中表示并因此可由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行的各種過程，而不管這種計(jì)算機(jī)或處理器是否在文中明確的示出。
在不偏離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)以上描述的本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行各種修正、變形和改寫。
權(quán)利要求
1.一種用于在分組路由器中選擇隊(duì)列的方法，包括以下步驟 從進(jìn)入接口接收數(shù)據(jù)分組； 存儲(chǔ)與所述流中的所述數(shù)據(jù)分組相關(guān)聯(lián)的所述進(jìn)入接口的標(biāo)識(shí)符； 根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的目的地地址將所述數(shù)據(jù)分組指向流；以及 根據(jù)所存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)符將所述數(shù)據(jù)分組從所述流轉(zhuǎn)發(fā)到與所述進(jìn)入接口相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列集合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)所述數(shù)據(jù)分組的優(yōu)先級(jí)將所述數(shù)據(jù)分組指派到所述隊(duì)列集合中的隊(duì)列，其中所述隊(duì)列對(duì)應(yīng)于所述優(yōu)先級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符的步驟包括在分配給所述流中的所述數(shù)據(jù)分組的內(nèi)部寄存器中存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中存儲(chǔ)所述標(biāo)識(shí)符的步驟包括在封裝報(bào)頭中將所述標(biāo)識(shí)符附加到所述數(shù)據(jù)分組之前。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中通過所述數(shù)據(jù)分組中的服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù)來定義所述優(yōu)先級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中當(dāng)所述分組存在于所述流中時(shí)，所述內(nèi)部寄存器被分配給所述流。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述目的地地址包括一系列的目的地地址。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述分組路由器包括IP路由器，并且所述數(shù)據(jù)分組包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)分組。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述分組路由器包括以太網(wǎng)路由器，所述數(shù)據(jù)分組包括以太網(wǎng)分組，并且所述目的地地址包括目的地MAC地址。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述分組路由器包括標(biāo)簽交換路由器(LSR)，并且所述數(shù)據(jù)分組包括多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)分組，并且所述目的地地址包括MPLS標(biāo)簽。
全文摘要
本發(fā)明針對(duì)用于在分組路由器中為基于源的排隊(duì)選擇隊(duì)列的方法和系統(tǒng)，從而只要求每目的地路由一個(gè)流。本發(fā)明在每個(gè)分組被處理時(shí)存儲(chǔ)針對(duì)該分組的源接口信息。本發(fā)明適用于分組路由器，包括IP路由器、以太網(wǎng)路由器和標(biāo)簽交換路由器(LSR)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102763383SQ201180008559
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者E·奧爾塔克達(dá)戈, N·帕特爾 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊公司