[發(fā)明專利]用于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸并發(fā)數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280062719.7
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN104067576B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Y·杜蘭德;A·布蘭佩
• 申請（專利權(quán)）人: 卡爾雷公司
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉麗萍;楊曉光

在網(wǎng)絡(luò)上傳輸并發(fā)數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)，其包括含有數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)的存儲器(MEM)；多個被分別分配給數(shù)據(jù)流的隊列(10)，被組織為接收數(shù)據(jù)作為原子傳輸單元；流調(diào)節(jié)器(REGL)，被配置為按順序查詢隊列，并且在被查詢的隊列含有完整傳輸單元的情況下以網(wǎng)絡(luò)標稱流速率在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送該單元；定序器(SEQ)，被配置為按照循環(huán)方式查詢隊列，并在被查詢隊列填充水平低于通用于所有隊列的閾值(σ)時啟用數(shù)據(jù)請求信號(SELi)，所述閾值大于最大傳輸單元的尺寸；和直接存儲器訪問電路(DMA)，被配置為接收數(shù)據(jù)請求信號并通過以系統(tǒng)標稱速度從存儲器傳輸數(shù)據(jù)至相應(yīng)隊列直至達到共同閾值作為對所述數(shù)據(jù)請求信號的響應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片上的網(wǎng)絡(luò)，具體涉及負責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)流的路由器級調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)

有許多流量調(diào)度算法試圖提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用和服務(wù)質(zhì)量。在通信網(wǎng)絡(luò)的情況下，由Cruz(“A Calculus for Network Delay”,Part I:Network Elements in Isolationand part II:Network Analysis,RL Cruz,IEEE Transactions on Information Theory,vol.37,No.1January1991)和Stiliadis(“Latency-Rate Servers:A General Model forAnalysis of Traffic Scheduling Algorithms”,Dimitrios Stiliadis等人,IEEE/ACMTRANSACTIONS ON NETWORKING,VOL.6,NO.51998年10月)開始的工作建立了涉及服務(wù)速率的概念、最差情況下共享通信信道時延以及網(wǎng)絡(luò)單元中存儲資源利用率的理論。

該理論起到了不同流量管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)的作用。路由器級最常使用的方法是由Andrew Tannenbaum在《計算機網(wǎng)絡(luò)(第四版)》(“Computer Networks(4th Edition)”)法語版第441頁描述的加權(quán)公平排隊算法(weighted fair queuing method)。AndrewTannenbaum在《計算機網(wǎng)絡(luò)(第四版)》(“Computer Networks(4th Edition)”)法語版第434頁描述了使用漏桶機制注入(inject)流量的備選方案，其更適合于芯片上的網(wǎng)絡(luò)。

在每種情況下，這都會將網(wǎng)絡(luò)鏈路上的平均流ρi分配給“會話”Si。

每個數(shù)據(jù)傳輸會話Si(i＝1,2,...n)均被分配緩沖區(qū)或隊列以實例信道、連接或流。這些隊列的內(nèi)容以標稱鏈接速度r在網(wǎng)絡(luò)鏈路L上按順序傳輸。

流調(diào)節(jié)器操作每個隊列以限制相應(yīng)會話S_i的平均速率使其值ρ_i≤r。該速率ρ_i通常被選擇以使其和小于或等于r。

為在整體上理解該操作，可以想象并行進入網(wǎng)絡(luò)的隊列中的內(nèi)容分別以速率ρ_i被清空。事實上，隊列被按順序查詢，而流管理通過以較低的頻次對與較低比特率相關(guān)的隊列執(zhí)行查詢，以謀求在多個查詢周期中達到平均化的效果。

在這些條件下，Stiliadis等人證明了對于特定類型的調(diào)度算法，讀取隊列中包的第一詞與在鏈路L上發(fā)送包中最后一詞之間的時延是有界的。在加權(quán)公平隊列(WFQ)的情況下，該時延的邊界為Sp_i/ρ_i+Sp_max/r，其中Sp_i為會話i中最大包的尺寸，而Sp_max為運行中的會話中最大包的尺寸。

該時延成分不受隊列的尺寸的影響。目前眾所周知的是，在共享鏈路上使用多重隊列來作為多重流信道的系統(tǒng)中，隊列的尺寸會在隊列中寫入數(shù)據(jù)至讀取同一數(shù)據(jù)以在網(wǎng)絡(luò)中傳輸之間引入另一個時延成分。

發(fā)明內(nèi)容

多數(shù)據(jù)流傳輸系統(tǒng)有降低從隊列中數(shù)據(jù)到達至該數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送之間總時延的需求。