[发明专利]一种时隙环网的时隙调度方法和网络设备

说明书

技术领域

本发明涉及环网技术领域，特别涉及一种时隙环网的时隙调度方法和网络设备。 

背景技术

环形网络结构具有较强的保护恢复性能，因此广泛应用于互联网中。环形网络的形式多样。按信道复用方式分，可分为基于时分复用的时隙环网和基于统计复用的分组环网；按节点占用信道的时间分，分为基于源节点剥离的环网和基于目的节点剥离的环网；按信道数目分，分为单信道环网和多信道环网，如波分复用(wavelength division multiplex，WDM)环网就是一种典型的多信道环网。由于环的对称结构，节点在环上的位置不同，则接入机会不同，引入公平性问题，体现在两个方面：吞吐量和平均时延。以下将重点讨论基于目的节点剥离的时隙环网公平性问题。 

在基于目的节点剥离的时隙环网中，每个信道都划分成多个时隙，各节点对时隙边界都有共同的认可，设计合理的节点结构使节点可以占用任意时隙来发送数据和接收数据。所有节点共享环上时隙，但有共享就会出现公平性问题。这是因为：当网络中业务负载不均衡时，就会导致时隙环上上游节点持续占用时隙，而下游节点无空闲时隙可用，长时间无法发送数据，这些下游节点通常被称为“饿死”节点。因此时隙环网的公平性问题是基于节点来实现长期公平性，即保证在一段时间内各个节点接入环网的业务量相对均等。 

Metaring时隙环网是IBM T.J.Watson研究中心提出的一种高速局域网(LAN)技术，它是双向时隙环网，基于目的节点剥离可实现空间重用，吞 吐量可达到环网容量的数倍。Metaring接入协议包含一个简单的全局公平机制来防止“饿死”节点的出现。 

Metaring的公平性算法基于信誉窗口，该算法为环网的每个节点都分配一个窗口，称为信誉窗口。节点每成功占用一个时隙，它的信誉窗口计数减1。当信誉窗口的计数减到零时，该节点不能再占用时隙。实现方式如下：正向时隙环传输数据，反向环传输满足(Satisfied，SAT)信令。每个节点拥有一个本地计数器，该计数器的计数值C在0和门限K之间变化。节点每占用一个时隙，计数值C加1，如果C达到K则不能再发送数据，必须等到SAT信令到达才可将C值清零。该算法的具体实现方式如下： 

1)正向数据环上，为每个节点设置相同的发送门限K，当计数器值C小于K时，该节点可以占用时隙发送数据，每使用一个时隙发数据，计数器值C都要加1；如果计数值C等于K，则该节点没有权限发送数据。 

2)反向控制环上，传送SAT信令，为每个节点设置相同的信令门限L(L＜＝K)，节点从反向环上收到SAT信令，考查本节点计数值C是否大于L，如果大于就将SAT转发给下游节点，并清零计数值C；如果C小于L，节点保持该SAT信令直到C增加到L，再将SAT信令转发给下游节点，并清零计数值C。 

3)反向环上可以有一个或多个SAT信令。多个SAT信令可以缩短各节点达到公平的时间，但会出现一个SAT还没有被发送，下一个SAT又到来的情况，这时就将后到达的SAT删除。最终网络中只剩下一个SAT，这时再重新生成一些新的SAT。Metaring协议又扩展到多信道环网架构，其公平性算法也被用于全光WDM时隙环网。 

发明人在发明过程中发现，现有的Metaring时隙环网的公平性调度方案存在如下问题： 

基于信誉窗口的公平算法虽然可以保证公平性，但带宽利用率不高。给各个节点分配固定的发送门限，要等到所有节点状态都变为非活动状态时才能再次重置窗口，这样当网络中只有少数几个互不影响的数据流时，该机制也对它们进行了限制，无谓地浪费了环网的带宽，增加了它们的接入时延；另外如果某个节点的业务到达速率比较低，或者说它的窗口递减比较慢，就会使其它节点要等待很长的时间才能被重置，同样会增加接入时延，浪费环网带宽。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出一种时隙环网中的时隙调度方法和网络设备，能够公平调度时隙，并充分利用资源。 

所述时隙调度方法应用于基于目的节点剥离机制的时隙环网，包括： 

时隙环网的第一节点接收来自第一节点的上游节点的与当前时隙唯一对应的时隙控制信息，所述时隙控制信息携带当前时隙是否为空闲时隙的指示，以及是否存在饿死节点的指示； 

第一节点根据所述时隙控制信息判断当前时隙为空闲时隙，则进一步根据所述时隙控制信息判断是否时隙环网上存在处于饿死状态的第二节点，若是，则第一节点根据时隙控制信息中携带的饿死节点的标识，确定不经过第二节点的路径，并通过所述路径发送业务数据。