EPON系统的流量分类实现

EPON系统的流量分类实现EPON系统的流量分类实现鲁鹏黄元波武汉邮电科学研究院武汉 !""##$!! 侧和侧实现流量归类可以在摘要作为 FTTH 的理想解决方案之一的 EPON 技术为本文将重点# #J% &K II 介绍侧的上行流量归类I&K $ 了解决其 QoS 问题有必要根据包头对 IP 包进行分 # 类根据分类完成对数据包的不同处理基于此全面#$ # 介绍了系统的侧的上行流量分类的实现过EPON ONU 系统上行流量归类实现目标 & ’()* 数据流业务可以分为以下种类型 L & 程并评估了用线性查...

EPON系统的流量分类实现鲁鹏黄元波武汉邮电科学研究院武汉 !""##$!! 侧和侧实现流量归类可以在摘要作为 FTTH 的理想解决方案之一的 EPON 技术为本文将重点# #J% &K II 介绍侧的上行流量归类I&K $ 了解决其 QoS 问题有必要根据包头对 IP 包进行分 # 类根据分类完成对数据包的不同处理基于此全面#$ # 介绍了系统的侧的上行流量分类的实现过EPON ONU 系统上行流量归类实现目标 & ’()* 数据流业务可以分为以下种类型 L & 程并评估了用线性查找实现流量分类的优点和缺# 陷最后对其实现电路进行了评测 #$最优的业务类似于传统运营商!" ! Premium" $ 关键词以太网无源光网络数据链路标识网络的专线业务优先级最高 #$ 归类规则分等级的业务这不仅仅是一种业Tiered !"! "! 中图分类号文献标识码 %& ’!’ ($$)务而是一个大的类别可以根据发展的需要定制不 # # 同的业务等级优先级次之#$ 引言尽力而为的业务类似目前 Best-Effort !"!"% L 随着规模的不断增长网上出现了大 *+,.+, #* --/中尽力而为的业务如数据库业务等#% *+,-.+-, 3MN96FO量的实时业务由于实时业务对网络的传输延时延 $ % 有必要在优先级最低为了保证业务的实时传输 $ #时抖动等特性较为敏感因此这些实时业务的出现暴# 侧对数据包进行归类对实时业务的数据包进行# &K I 优化并赋以较高优先级的逻辑链路标识并在#JJ*5# 露了传统网络技术的无法保证的问题如何# */ 012 解决网络的要求侧根据的优先级分配到较大的带宽使网络能够灵活地根据业从而# # * 012 J% JJ*5 /I 保证业务的实时交互$ 务的具体特点提供给客户满意的服务是业界期待# * / 解决的问题建议的技术方案之一差异性服 $ *3%4 012 务通过给分组打上 56772.8&5677.+,69, 2.86< !!----:-;-"系统上行流量归类实现方案 " ’()* 不同的标记把分组分成不同的类别实现不同类别 # # 目前实现流量归类的算法很多如线性查找三 # %的分组的转发主要处理步骤包括对业务流的归类$ % 测量执行丢弃排序和 =>-,-.?%=9;,61+@ %=.1A@%=BC-C6+D@:维查找和递归算法等考虑到的价格较P)N # P)N 调度是实现差分服务的其中归类=?@A>B?@ !=>;B! 和分别为写地址和读地址为输 B>?C C>BBB>?C CBD ;!;; 个时钟周期所有的条目共需要在指示帧比较引 "2! 入数据为输出数据!E " 擎开始比较操作时为了防止对两个连续帧的特征字 !归类实现过程!"# 段值进行存储时产生冲突同时用另一存储单元对特 !整个归类过程由解析引擎查找引擎比较引擎 $ $ 征字节单元的内容进行存储在下一帧开始时对特征 !!三部分电路配合完成具体实现的状态! 单元进行清零为存储下一帧的特征字节做准备" !转换图如图所示2 " 比较引擎采用分流水的比较方式首先判断入口 !解析引擎首先根据以太网的封装格式对输入数查找表的比较域字段入口表有效则进行比较无效则 !!据帧进行层次性解析解析出的特征字节 !不进行比较即跳转到空闲状态如果入口表有效则 #!! 将放在一个特定的特征字段单元中根据输入帧二层!将从查找表读出的字域类型与存储单元中内容进行和三层不同的封装格式解析引擎对特征字节的解析 !比较匹配则继续比较否则跳转到查找引擎继续查 ! ! 时间各不相同封装层次越高所需要的解析时间越 ! ! 找如果个时钟周期内都没有找到匹配项就不处理 2 !!长特征字段单元的信息量就越多" !此数据帧即跳转到空闲引擎如果字域匹配最后根 #!!一般而言输入帧在层采用封装格5 4F0G1 !6//据存在和匹配方式将从查找表中读出的比较内容与存储单元中的内容进行比较从而产生相应的转发或 ! 丢弃行为同时继续对入口表进行查找和比较直到 !! 读取完入口表中所有的条目最后将数据帧映射到不 " 同优先级上在侧根据数据流的优先 LL,J !L. LL,J ’ 级进行带宽的分配从而保证了各种级别数据业务的 ! 时延和带宽" 流量归类的实现由于采用的是线性查找的方式! 完成一次归类查找表的查找时间会随查找条目增加而图的结构图% & (’ 比较工作所以在进行电路设计时需要仔细规划输入收到的数据帧写到一个中在通过微处理器读"! BD -连续帧下的电路结构确保个引擎的协调工作的映射为端口映射到出此时以太网端口到 !" & ’ * FF8G $ 输入连续帧的冲突分析号低优先级端口映射到号高优 !"! !H(!) $%0! !! FF8G$ 先级%& 如图所示数据帧的接收时钟为下行 * ! %&( ’ 归类模块的滤除#,- 输入数据帧宽度为在最极端的情况 !+!,#-./0 )+123此测试目的是检验归类表是否具有滤除功能& 下比较开始的最晚时间点位于一个数据帧结束的第表对应的测试结果为输入帧的业务类型域!) ’8& 个字节即帧结束前的个时钟周期比较开始的 4 !45! # 最早时间位于一个数据帧的第字节之后个即 6 ! 65! 的数据帧被转发到上行队列调度模块为而业务 II. 0时钟周期之后而两个数据帧的间隔为个时钟周期#7 类型为的数据帧将被丢弃++. & 主要由和前导码决定因此两个数据帧的启动$8&9 % ! 表对应的测试结果为目的地址为 ’ DE HH HH! - 的输入帧将会被丢弃目的地而 HH HH +H+H DE .!- 查找引擎的间隔为个时钟周期如果此时& :45!;65!;7<址在和之 HH HH DHDH DD ++. HH HDHD ++ ++ ++. 一个查找表中有条规则则采用双端口的查找表结 !( 间的的输入帧将会被转发& 构需要个时钟完成一次查找若则 !( !(=45!;65!;7!表端口的入口表配置( ( 两个数据帧进行比较不会产生冲突若 #>45657(!;!;! 则两个数据帧进行比较会产生冲突本设计中 & ?@06? 4转发 HHH)H))H HH HH$%.HH. HH. HH. HH. HH. II. 因此不会产生连续帧的冲突*@07?+0(?A!0& 丢弃 HHH)H))H *H$%HH. HH. HH. HH. HH. HH. ++. 表端口的入口表配置- - 系统上行流量归类评测 # $%& ’丢弃 HHH)HH)H *H$%HH. HH. HH. HH. HH. HH. ++. 对于系统上行流量归类的测试通过以太%&’( ! 转发 HHH)HH)H HH$%H). HH. HH. HH. DD. DD. ++. 转发网仪表发送数据经过子层然后经过需要验证的HHH)HH)H H! HH HH DD ++ ++ ++ HH$%.......! BC 归类模块最后输出数据送往上行队列调度模块进行 ! 处理所示输入数据业务非实时业如图端口 & # $ !) 结束语 . 务具有低优级端口输入声音和视频业务实时业 %0$!! 本文对系统的侧的上行流量归类的 %&’( ’(J 务具有高优先级在端口和端口各有一个归类 !%!) ! 实现过程进行了分析并对采用线性查找算法的优点 !查找表查找表中有多条规则查找表的其中端口 !!) 和局限性进行了评价最后结合实验仪表对实现流 ! ! 规则是根据数据帧头内的业务类型域形成的端口 ! ! 量归类的硬件电路各项指标进行了评测目前针对流! 查找表的规则是根据数据帧头内的目的地址形 DE - 成的& 量归类的算法有很多比如支持多域的算法二 !!BKE 维算法算法和元组空间查找!! 9L2M NO PL2QR -NMSTUL 算法等等对于系统的要求我们要使用不同的算法 !! 以达到流量归类的最佳效果& 参考文献李振强快速流分类算法研究综述北京邮电大学信息网络中心软件 ) ,,VWX 图输入连续帧的时序图# !!HH!!)!:)!

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