本發(fā)明專利技術(shù)是基于交換網(wǎng)絡的一種廣播調(diào)度方法，實現(xiàn)廣播的線速轉(zhuǎn)發(fā)，確保廣播消息可以同時到達所有目的端口；在多端口發(fā)送廣播時，無死鎖，各發(fā)送端口發(fā)送負載保持均衡；并且支持兩交換機級聯(lián)網(wǎng)絡。本發(fā)明專利技術(shù)通過設計一個全局的廣播仲裁器，對所有需要發(fā)送廣播消息的端口進行仲裁；然后得到許可的端口向所有目的端口發(fā)送請求，得到所有目的端口許可后，發(fā)送數(shù)據(jù)幀并撤銷廣播發(fā)送請求；然后轉(zhuǎn)入下一輪仲裁。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于計算機通信技術(shù)，涉及通信網(wǎng)絡中交換機的一種廣播的調(diào)度方法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代交換式通信網(wǎng)絡，都由節(jié)點機和交換機組成，所有節(jié)點機均通過鏈路與交換機相連，實現(xiàn)分布式通信。交換機作為整個交換網(wǎng)絡的核心部件，負責為網(wǎng)絡中所有節(jié)點提供單播、組播和廣播的數(shù)據(jù)交換支持。為了支持更多的網(wǎng)絡節(jié)點，通常將多個交換機進行級聯(lián)來實現(xiàn)。 在一些實時通信系統(tǒng)中，對廣播消息有特殊要求，要求廣播消息同時達到各目的端ロ，這樣就要求所有目的端ロ全部就緒后才能發(fā)送廣播消息。當有多個端ロ需要同時發(fā)送廣播消息時，可能會出現(xiàn)多個端ロ相互等待而造成廣播死鎖問題。另外，在兩個交換機組成的級聯(lián)網(wǎng)絡中，如何實現(xiàn)廣播消息同時到達各目的端ロ，暫無相關技術(shù)文獻。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供基于交換網(wǎng)絡的ー種廣播調(diào)度方法，實現(xiàn)廣播的線速轉(zhuǎn)發(fā)，確保廣播消息可以同時到達所有目的端ロ ；在多端ロ發(fā)送廣播時，無死鎖，各發(fā)送端ロ發(fā)送負載保持均衡；并且支持兩交換機級聯(lián)網(wǎng)絡。本專利技術(shù)通過設計ー個全局的廣播仲裁器，對所有需要發(fā)送廣播消息的端ロ進行仲裁；然后得到許可的端ロ向所有目的端ロ發(fā)送請求，得到所有目的端ロ許可后，發(fā)送數(shù)據(jù)幀并撤銷廣播發(fā)送請求；然后轉(zhuǎn)入下ー輪仲裁。據(jù)此，本專利技術(shù)提出以下方案基于交換網(wǎng)絡的ー種廣播調(diào)度方法，包括以下環(huán)節(jié)I)當ー個或多個Ingress端ロ的廣播隊列非空時，即處于等待發(fā)送的巾貞為廣播中貞狀態(tài)，每個Ingress端ロ向廣播仲裁器發(fā)送各自的“廣播調(diào)度請求”，同時還發(fā)送級聯(lián)擴展端ロ標志信號以及優(yōu)先級標志信號給廣播仲裁器；廣播仲裁器進行仲裁，根據(jù)仲裁結(jié)果向選定的Ingress端ロ發(fā)送“廣播調(diào)度許可”；2) Ingress端ロ如果未收到“廣播調(diào)度許可”，則持續(xù)發(fā)送“廣播調(diào)度請求”；如果收到“廣播調(diào)度許可”，則根據(jù)主機配置的廣播隔離寄存器，Ingress端ロ向除廣播隔離端ロ外的其他所有的Egress目的端ロ發(fā)送“廣播發(fā)送請求”；3) Egress目的端ロ接收到Ingress端ロ發(fā)送的“廣播發(fā)送請求”后，根據(jù)步驟I)所述的優(yōu)先級標志信號優(yōu)先選擇對高優(yōu)先級“廣播發(fā)送請求”采用Round Robin算法進行仲裁，根據(jù)該仲裁結(jié)果，Egress目的端ロ向相應的Ingress端ロ發(fā)送“廣播發(fā)送許可”；當Egress目的端ロ接收到Ingress端ロ發(fā)送的“接受廣播發(fā)送許可”后,轉(zhuǎn)入下ー輪仲裁；否則，Egress目的端ロ持續(xù)發(fā)送“廣播消息發(fā)送許可”；4) Ingress端ロ收齊所有Egress目的端ロ的“廣播發(fā)送許可”后，向所有Egress目的端ロ發(fā)送“接受廣播發(fā)送許可”；同吋，Ingress端ロ控制邏輯產(chǎn)生“廣播數(shù)據(jù)幀出隊請求”，其有效狀態(tài)維持到該幀結(jié)束；控制邏輯根據(jù)優(yōu)先級標志信號選擇相應優(yōu)先級的廣播幀隊列，進入廣播發(fā)送狀態(tài)；5) Ingress端口進入廣播發(fā)送狀態(tài)后，撤銷向廣播仲裁器發(fā)送的“廣播調(diào)度請求”；同時，廣播仲裁器轉(zhuǎn)入下一輪仲裁，再次執(zhí)行步驟I)至5);所述廣播仲裁器在收到“廣播調(diào)度請求”后的執(zhí)行內(nèi)容是a、檢測級聯(lián)擴展端口是否有“廣播調(diào)度請求”，如果有，向該級聯(lián)擴展端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟d);否則，轉(zhuǎn)步驟b)；b、檢測是否有高優(yōu)先級的“廣播調(diào)度請求”,如果有,利用Round Robin算法對接收到的高優(yōu)先級“廣播調(diào)度請求”進行仲裁，并根據(jù)仲裁結(jié)果，向該端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟d);否則轉(zhuǎn)步驟c); C、采用Round Robin算法對接收到的低優(yōu)先級“廣播調(diào)度請求”進行仲裁，并根據(jù)仲裁結(jié)果，向該端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟4)；d、檢測被許可端口是否已撤銷“廣播調(diào)度請求”，如果是，轉(zhuǎn)步驟a)，進行下一輪仲裁；否則，繼續(xù)檢測該端口是否已撤銷“廣播調(diào)度請求”。本專利技術(shù)的優(yōu)點是可靠性高在單交換機及兩交換機級聯(lián)網(wǎng)絡中，出現(xiàn)多個端口同時發(fā)送廣播時，可以確保不會出現(xiàn)死鎖。傳輸效率高單端口發(fā)送廣播可以達到線速；多端口發(fā)送廣播時,各發(fā)送端口發(fā)送均衡。可擴展性強只需要對仲裁器Round Robin端口數(shù)目進行擴充，即可支持更多端口的交換機廣播的設計和實現(xiàn)。支持廣播隔離可以根據(jù)實際情況，通過主機配置，使部分端口不接收廣播幀。附圖說明圖1是廣播實現(xiàn)方案示意圖；圖2是廣播仲裁器工作流程示意圖；圖3是廣播發(fā)送流程示意圖。具體實施例方式本專利技術(shù)的實現(xiàn)方式分為廣播整體方案、廣播仲裁器、廣播發(fā)送流程三個部分。下面以支持兩級優(yōu)先級的32端口交換機為例，對三個部分進行具體介紹。1.廣播實現(xiàn)方案如圖1所示，當交換機的某個或某些Ingress端口(端口輸入端)接收到廣播數(shù)據(jù)幀時，需要向廣播仲裁器發(fā)送“廣播調(diào)度請求”，同時執(zhí)行下述過程I)廣播仲裁器從所有的“廣播調(diào)度請求”端口中，通過“廣播仲裁器”仲裁出某一個端口，向它發(fā)送“廣播調(diào)度許可”;2)收到“廣播調(diào)度許可”的Ingress端口，向所有需要接收廣播的Egress目的端口(端口輸出端)發(fā)送“廣播發(fā)送請求”信號，在收齊所有Egress目的端口回復的“廣播發(fā)送許可”后，轉(zhuǎn)入發(fā)送狀態(tài)，并撤銷向廣播仲裁器發(fā)送的“廣播調(diào)度請求”信號；沒有收到“廣播調(diào)度許可”的Ingress端口，則持續(xù)向廣播仲裁器發(fā)送“廣播調(diào)度請求”；3)廣播仲裁器在向某Ingress端口發(fā)送出“廣播調(diào)度許可”后，持續(xù)檢測該端口的“廣播調(diào)度請求”信號是否已被撤銷，當檢測到該信號撤銷后，轉(zhuǎn)步驟1)，進行下一輪仲裁。2.廣播仲裁器為避免出現(xiàn)廣播風暴，廣播消息只能通過一個級聯(lián)擴展端口。廣播仲裁器采用基于優(yōu)先級的Round Robin算法,優(yōu)先接受高優(yōu)先級的請求,其中，級聯(lián)擴展端口優(yōu)先級最高，其它端口優(yōu)先級為相應廣播幀的優(yōu)先級。如圖2所示，廣播仲裁器工作流程如下I)檢測級聯(lián)擴展端口是否有“廣播調(diào)度請求”，如果有，向該級聯(lián)擴展端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟4);否則，轉(zhuǎn)步驟2)；2)檢測是否有高優(yōu)先級的“廣播調(diào)度請求”，如果有，利用Round Robin算法對接收 到的高優(yōu)先級“廣播調(diào)度請求”進行仲裁，并根據(jù)仲裁結(jié)果，向該端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟4);否則轉(zhuǎn)步驟3);3)利用Round Robin算法對接收到的低優(yōu)先級“廣播調(diào)度請求”進行仲裁，并根據(jù)仲裁結(jié)果，向該端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟4)；4)檢測被許可端口是否已撤銷“廣播調(diào)度請求”，如果是，轉(zhuǎn)步驟I )，進行下一輪仲裁；否則，繼續(xù)檢測該端口是否已撤銷“廣播調(diào)度請求”。3.廣播發(fā)送流程每個數(shù)據(jù)端口的Ingress端口有一個輸入緩存，用來緩存接收到的各種數(shù)據(jù)幀。該緩存被分成大小相同的N個分區(qū)(典型值為4，8，12，14，16)，每個緩存分區(qū)足夠存儲一個最大幀。每個緩存分區(qū)有一個對應的位置指針，取值分別為O N。尚未使用的緩存分區(qū)以及剛釋放的緩存分區(qū)的位置指針存放在一個指針池中，該指針池用FIFO來實現(xiàn)。每個數(shù)據(jù)端口的Ingress端口有若干個隊列32個單播低優(yōu)先級隊列，32個單播高優(yōu)先級隊列，I個多播低優(yōu)先級隊列，I個多播高優(yōu)先級隊列，I個廣播低優(yōu)先級隊列，I個廣播高優(yōu)先級隊列。當一個數(shù)據(jù)幀進入Ingress端口時，從指針池讀出未被使用的緩存分區(qū)位置指針，然后根據(jù)該指針將數(shù)據(jù)幀寫入到輸入緩存中對應的位置。同時，根據(jù)該數(shù)據(jù)幀的目的地址，將位置指針寫入對應的隊列隊尾。如圖3所示本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
基于交換網(wǎng)絡的一種廣播調(diào)度方法，包括以下環(huán)節(jié)：1）當一個或多個Ingress端口的廣播隊列非空時，即處于等待發(fā)送的幀為廣播幀狀態(tài)，每個Ingress端口向廣播仲裁器發(fā)送各自的“廣播調(diào)度請求”，同時還發(fā)送級聯(lián)擴展端口標志信號以及優(yōu)先級標志信號給廣播仲裁器；廣播仲裁器進行仲裁，根據(jù)仲裁結(jié)果向選定的Ingress端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”；2）Ingress端口如果未收到“廣播調(diào)度許可”，則持續(xù)發(fā)送“廣播調(diào)度請求”；如果收到“廣播調(diào)度許可”，則根據(jù)主機配置的廣播隔離寄存器，Ingress端口向除廣播隔離端口外的其他所有的Egress目的端口發(fā)送“廣播發(fā)送請求”；3）Egress目的端口接收到Ingress端口發(fā)送的“廣播發(fā)送請求”后，根據(jù)步驟1）所述的優(yōu)先級標志信號優(yōu)先選擇對高優(yōu)先級“廣播發(fā)送請求”采用Round?Robin算法進行仲裁，根據(jù)該仲裁結(jié)果，Egress目的端口向相應的Ingress端口發(fā)送“廣播發(fā)送許可”；當Egress目的端口接收到Ingress端口發(fā)送的“接受廣播發(fā)送許可”后，轉(zhuǎn)入下一輪仲裁；否則，Egress目的端口持續(xù)發(fā)送“廣播消息發(fā)送許可”；4）Ingress端口收齊所有Egress目的端口的“廣播發(fā)送許可”后，向所有Egress目的端口發(fā)送“接受廣播發(fā)送許可”；同時，Ingress端口控制邏輯產(chǎn)生“廣播數(shù)據(jù)幀出隊請求”，其有效狀態(tài)維持到該幀結(jié)束；控制邏輯根據(jù)優(yōu)先級標志信號選擇相應優(yōu)先級的廣播幀隊列，進入廣播發(fā) 送狀態(tài)；5）Ingress端口進入廣播發(fā)送狀態(tài)后，撤銷向廣播仲裁器發(fā)送的“廣播調(diào)度請求”；同時，廣播仲裁器轉(zhuǎn)入下一輪仲裁，再次執(zhí)行步驟1）至5）；所述廣播仲裁器在收到“廣播調(diào)度請求”后的執(zhí)行內(nèi)容是：a、檢測級聯(lián)擴展端口是否有“廣播調(diào)度請求”，如果有，向該級聯(lián)擴展端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟d）；否則，轉(zhuǎn)步驟b）；b、檢測是否有高優(yōu)先級的“廣播調(diào)度請求”，如果有，利用Round?Robin算法對接收到的高優(yōu)先級“廣播調(diào)度請求”進行仲裁，并根據(jù)仲裁結(jié)果，向該端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟d）；否則轉(zhuǎn)步驟c）；c、采用Round?Robin算法對接收到的低優(yōu)先級“廣播調(diào)度請求”進行仲裁，并根據(jù)仲裁結(jié)果，向該端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”，然后轉(zhuǎn)步驟4）；d、檢測被許可端口是否已撤銷“廣播調(diào)度請求”，如果是，轉(zhuǎn)步驟a），進行下一輪仲裁；否則，繼續(xù)檢測該端口是否已撤銷“廣播調(diào)度請求”。...
【技術(shù)特征摘要】
1.基于交換網(wǎng)絡的一種廣播調(diào)度方法，包括以下環(huán)節(jié)O當一個或多個Ingress端口的廣播隊列非空時，即處于等待發(fā)送的幀為廣播幀狀態(tài)，每個Ingress端口向廣播仲裁器發(fā)送各自的“廣播調(diào)度請求”，同時還發(fā)送級聯(lián)擴展端口標志信號以及優(yōu)先級標志信號給廣播仲裁器；廣播仲裁器進行仲裁，根據(jù)仲裁結(jié)果向選定的Ingress端口發(fā)送“廣播調(diào)度許可”；2)Ingress端口如果未收到“廣播調(diào)度許可”，則持續(xù)發(fā)送“廣播調(diào)度請求”;如果收到 “廣播調(diào)度許可”，則根據(jù)主機配置的廣播隔離寄存器，Ingress端口向除廣播隔離端口外的其他所有的Egress目的端口發(fā)送“廣播發(fā)送請求”；3)Egress目的端口接收到Ingress端口發(fā)送的“廣播發(fā)送請求”后,根據(jù)步驟I)所述的優(yōu)先級標志信號優(yōu)先選擇對高優(yōu)先級“廣播發(fā)送請求”采用Round Robin算法進行仲裁， 根據(jù)該仲裁結(jié)果，Egress目的端口向相應的Ingress端口發(fā)送“廣播發(fā)送許可”；當Egress目的端口接收到Ingress端口發(fā)送的“接受廣播發(fā)送許可”后,轉(zhuǎn)入下一輪仲裁；否則，Egress目的端口持續(xù)發(fā)送“廣播消息發(fā)送許可”；4)Ingress端口收齊所有Egress目的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李玉發(fā)，李大鵬，黃韜，王紅春，王曉華，田園，蒲愷，
申請(專利權(quán))人：中國航空工業(yè)集團公司第六三一研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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