[发明专利]采用加速技术实现包重组的方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种采用加速技术实现包重组的方法、装置及系统。

背景技术

现有的交换网包括线卡和交换板卡两部分，其中线卡又有入口线卡和出口线卡之分，如图1所示，其为现有技术交换网的基本结构示意图。

目前，高速路由器通常采用定长信元交换机制，将到达交换网的数据包拆分成多个固定长度的信元。信元可以通过不同的交换板卡到达出口线卡。由于信元经过不同交换板卡的时延可能不同，由此导致本属于一个数据包的信元，会以混乱次序到达出口线卡。

在多个入口线卡同时向一个出口线卡发送数据包的情况下，不同数据包的信元会间插在一起，使得出口线卡需要足够的缓存将信元缓存，以等待整个数据包的信元到齐，重新组合成数据包之后再发送出去。如图2所示，假设有N个入口线卡同时向出口线卡#k发送数据包，假设各数据包大部分信元都到达出口线卡，都在等待各自的最后一个信元到来，进行重组，由此造成两个结果：出口线卡所需的缓存与N成正比，当入口线卡数量很大时，出口线卡的缓存大小难以被满足；在最恶劣的情况下，每一个重组的包的延时都接近N个包延时的累加，造成很大的延时和抖动。

现有技术中，为了实现出口线卡的包重组，通常采用两种技术：

(1)信元保序的技术，在交换板卡的输出端口使用较大容量缓存对这些信元重新排序，即对交换板卡输出端口的信元发送顺序进行控制，以解决定长信元在通过交换板卡的信元失序问题。

通过采用信元保序技术，同属一个包的信元到达出口线卡不会发生乱序，但是没有解决缓存大、延时和抖动的问题。现有技术通过控制交换板卡的输出端口，实现信元保序，只考虑了解决包重组难度的问题，而忽略了延时和抖动性能的改善，虽然在一定程度上减少了出口线卡的缓存，但是却增加了交换板卡的缓存。产生以上一系列问题的根本原因是流量的突发，既多个入口线卡同时向一个出口线卡发送数据。现有技术并没有从根本上解决问题，而只是事后做出的补救措施。

(2)基于CAM(Content-addressable memory，内容可寻址存储器)的重组技术，在出口线卡侧设置足够的缓存对乱序信元进行存储，再通过CAM对信元进行查找和排序，以还原数据包。

基于CAM的重组技术利用CAM基于内容查找的特点，根据信元头部信息找到相邻的信元的位置，采用链表技术将属于同一个数据包的信元进行串接，以还原信元顺序。该方法没有对信元产生乱序的过程进行任何控制，只是被动的对乱序信元进行缓存和重组。虽然最终能够将乱序信元重组成数据包，但是其采用的缓存空间的大小与入口线卡数量N成正比，在大交换容量的包交换网中难以实现。此外，该方案与(1)方案相同，没有对延时和抖动的性能进行改善并且实现相当复杂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种采用加速技术实现包重组的方法、装置及系统，旨在降低出口线卡包重组的难度、交换时延和延时抖动。

本发明提出一种采用加速技术实现包重组的方法，包括：

出口线卡接收来自交换板卡的信元，并分离出所述信元的头开销部分和净荷部分；

根据所述信元的头开销部分将信元的净荷按照预定规则存放于所述出口线卡的缓存中；

当所述出口线卡的缓存利用率超过设定阀值时，向所述交换板卡发送加速信元信息，以便所述交换板卡根据所述加速信元信息从缓存中查找相应的加速信元，将加速信元作为响应信元发送给所述出口线卡；

接收所述响应信元，对所述响应信元所属数据包进行重组并发送，释放所述数据包占用的缓存空间。

优选地，所述加速信元信息包括：信元类型，出口线卡正在重组的数据包所属的入口线卡的编号、数据包的编号以及加速信元所属的出口线卡编号。

优选地，所述根据信元的头开销部分将信元的净荷按照预定规则存于所述出口线卡缓存中的步骤之后还包括：

当所述出口线卡的缓存利用率没有超过设定阀值时，对所述数据包进行重组并发送，释放所述数据包占用的缓存空间。

本发明还提出一种采用加速技术实现包重组的装置，包括：

信元接收和解析模块，用于接收来自交换板卡的信元，并分离出所述信元的头开销部分和净荷部分；

信元排序模块，用于根据所述信元的头开销部分将信元的净荷按照预定规则存放于所述出口线卡的缓存中；