一種共享緩存交換機(jī)中的動(dòng)態(tài)閾值管理方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及共享緩存交換機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共享緩存交換機(jī)中的動(dòng)態(tài)閾 值管理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在交換機(jī)中，當(dāng)多個(gè)輸入端口要同時(shí)向一個(gè)輸出端口發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，并且多個(gè)輸 入端口總的發(fā)送速率大于輸出端口的最大數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)，需要將數(shù)據(jù)包緩存在交換機(jī)內(nèi) 部。然而，交換機(jī)芯片上（on-chip)的緩存成本極高，而片下（off-chip)的緩存速度又很 慢。
[0003] 為了提高交換機(jī)緩存的利用率，同時(shí)保證存取的速度，現(xiàn)有的高速交換機(jī)往往利 用統(tǒng)計(jì)復(fù)用的特點(diǎn)，讓所有的輸出端口都共享同一塊緩存，即共享緩存結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)某一 個(gè)輸出端口負(fù)載量很大時(shí)，會(huì)占用大部分的共享緩存，使其它輸出端口無法獲取緩存，造成 公平性問題。
[0004] 為了解決公平性問題，必須對交換機(jī)的共享緩存進(jìn)行管理。在歷史上，曾經(jīng)提出過 諸多緩存管理策略。AKChoudhury等人提出的動(dòng)態(tài)閾值（DynamicThreshold，DT)策略就 是其中之一，并且已經(jīng)得到廣泛地應(yīng)用。
[0005] 動(dòng)態(tài)閾值策略與其它的緩存管理策略相比，具有結(jié)構(gòu)簡單（易于實(shí)現(xiàn)），適應(yīng)性高 的特點(diǎn)。動(dòng)態(tài)閾值策略使用閾值來限制每一個(gè)輸出端口能占用緩存的量。當(dāng)過載的端口 數(shù)目很少時(shí)，能讓每一個(gè)端口能占用很大的緩存，以保證緩存利用率；當(dāng)過載的端口數(shù)目很 多時(shí)，又能保證每一個(gè)端口占用的緩存大小相同，以保證公平性，即閾值是動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)的閾 值。
[0006] 在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，micro-burst流量是一種常見的突發(fā)流量，其特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間 短，現(xiàn)有共享緩存控制方法在遇到micro-burst流量時(shí)，易發(fā)生大量丟包現(xiàn)象，無法很好的 吸收micro-burst流量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，micro-burst流量是一種常見 的突發(fā)流量，其特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短，現(xiàn)有共享緩存控制方法在遇到micro-burst流量時(shí)，易 發(fā)生大量丟包現(xiàn)象，無法很好的吸收micro-burst流量的問題。
[0008] 為此目的，第一方面，本發(fā)明提出一種共享緩存交換機(jī)中的動(dòng)態(tài)閾值管理方法，包 括：
[0009] 根據(jù)預(yù)設(shè)的動(dòng)態(tài)閾值策略，限制交換機(jī)中每個(gè)輸出端口占用緩存的閾值；
[0010] 在限制閾值之后，檢測所述交換機(jī)的每個(gè)輸出端口隊(duì)列的數(shù)據(jù)包入隊(duì)事件、數(shù)據(jù) 包出隊(duì)事件和/或數(shù)據(jù)包丟失事件是否發(fā)生；
[0011] 若檢測到事件發(fā)生，則根據(jù)所述事件發(fā)生的輸出端口的隊(duì)列長度的變化，判斷所 述事件發(fā)生的輸出端口是否過載；
[0012] 若判斷所述事件發(fā)生的輸出端口過載，則限制所述事件發(fā)生的輸出端口占用緩存 的閾值為所述交換機(jī)中共享緩存的總大??；
[0013] 在限制所述事件發(fā)生的輸出端口占用緩存的閾值后，監(jiān)控所述事件發(fā)生的輸出端 口是否空載；
[0014] 若監(jiān)控到所述事件發(fā)生的輸出端口空載，則根據(jù)所述預(yù)設(shè)的動(dòng)態(tài)閾值策略，限制 所述事件發(fā)生的輸出端口占用緩存的閾值，并執(zhí)行所述檢測所述交換機(jī)的每個(gè)輸出端口隊(duì) 列的數(shù)據(jù)包入隊(duì)事件、數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件和/或數(shù)據(jù)包丟失事件是否發(fā)生的步驟，直至所述 交換機(jī)結(jié)束工作。
[0015] 可選的，所述監(jiān)控所述事件發(fā)生的輸出端口是否空載，具體包括：
[0016] 監(jiān)控所述數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件是否連續(xù)發(fā)生以及所述數(shù)據(jù)包入隊(duì)事件是否發(fā)生；
[0017] 若所述數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件連續(xù)發(fā)生且所述數(shù)據(jù)包入隊(duì)事件未發(fā)生，則判定所述事件 發(fā)生的輸出端口空載。
[0018] 可選的，所述監(jiān)控所述數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件是否連續(xù)發(fā)生以及所述數(shù)據(jù)包入隊(duì)事件是 否發(fā)生，具體包括：
[0019] 啟動(dòng)第一計(jì)數(shù)器，以使所述第一計(jì)數(shù)器計(jì)算所述數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件連續(xù)發(fā)生的次 數(shù)；
[0020] 在監(jiān)控到所述數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件發(fā)生時(shí)，使所述第一計(jì)數(shù)器的值加1，在監(jiān)控到所述 數(shù)據(jù)包入隊(duì)事件發(fā)生時(shí)，重置所述第一計(jì)數(shù)器；
[0021] 相應(yīng)地，所述若所述數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件連續(xù)發(fā)生且所述數(shù)據(jù)包入隊(duì)事件未發(fā)生，則 判定所述事件發(fā)生的輸出端口空載，包括：
[0022] 若所述第一計(jì)數(shù)器的值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值時(shí)，則判定所述事件發(fā)生的輸出端口空 載。
[0023] 可選的，在所述限制所述事件發(fā)生的輸出端口占用緩存的閾值為所述交換機(jī)中共 享緩存的總大小的步驟之后，所述方法還包括：
[0024] 啟動(dòng)第二計(jì)時(shí)器，以使所述第二計(jì)時(shí)器從第二預(yù)設(shè)時(shí)長進(jìn)行倒數(shù)計(jì)時(shí)；
[0025] 相應(yīng)地，所述監(jiān)控所述事件發(fā)生的輸出端口是否空載，具體包括：
[0026] 在所述第二計(jì)時(shí)器倒數(shù)計(jì)時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，監(jiān)控所述事件發(fā)生的輸出端口是否空 載。
[0027] 可選的，在所述第二計(jì)時(shí)器倒數(shù)計(jì)時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，監(jiān)控所述事件發(fā)生的輸出端口 是否空載的步驟之后，所述方法還包括：
[0028] 若監(jiān)控到所述事件發(fā)生的輸出端口空載，重置所述第二計(jì)時(shí)器。
[0029] 可選的，在所述第二計(jì)時(shí)器倒數(shù)計(jì)時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，監(jiān)控所述事件發(fā)生的輸出端口 是否空載的步驟之后，所述方法還包括：
[0030] 若在所述第二計(jì)時(shí)器超時(shí)，沒有監(jiān)控到所述事件發(fā)生的輸出端口空載，則重置所 述第二計(jì)時(shí)器。
[0031] 可選的，所述根據(jù)所述事件發(fā)生的輸出端口的隊(duì)列長度，判斷所述事件發(fā)生的輸 出端口是否發(fā)生過載，具體包括：
[0032] 判斷所述事件發(fā)生的輸出端口的隊(duì)列長度是否持續(xù)增長以及數(shù)據(jù)包丟失事件是 否發(fā)生；
[0033] 若所述事件發(fā)生的輸出端口的隊(duì)列長度持續(xù)增長以及數(shù)據(jù)包丟失事件發(fā)生，則判 定所述事件發(fā)生的輸出端口過載。
[0034] 可選的，所述判斷所述事件發(fā)生的輸出端口的隊(duì)列長度是否持續(xù)增長以及數(shù)據(jù)包 丟失事件是否發(fā)生，具體包括：
[0035]啟動(dòng)第二計(jì)數(shù)器，以使所述第二計(jì)數(shù)器計(jì)算隊(duì)列的增長數(shù)；
[0036] 在所述第二計(jì)數(shù)器的值第一次改變時(shí)，啟動(dòng)第一計(jì)時(shí)器，以使所述第一計(jì)時(shí)器從 第一預(yù)設(shè)時(shí)長進(jìn)行倒數(shù)計(jì)時(shí)；
[0037] 在檢測到數(shù)據(jù)包丟失事件發(fā)生時(shí)，對所述第二計(jì)數(shù)器清零；
[0038] 相應(yīng)地，所述判定所述事件發(fā)生的輸出端口過載，具體包括：
[0039] 在所述第一計(jì)時(shí)器倒數(shù)計(jì)時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，所述第二計(jì)數(shù)器的值達(dá)到第二預(yù)設(shè)值 時(shí)，判定所述事件發(fā)生的輸出端口過載并重置所述第一計(jì)時(shí)器；
[0040] 在所述第一計(jì)時(shí)器倒數(shù)計(jì)時(shí)的時(shí)間段內(nèi)，所述第二計(jì)數(shù)器的值沒有達(dá)到第二預(yù)設(shè) 值時(shí)，重置所述第二計(jì)數(shù)器。
[0041] 第二方面，本發(fā)明還提出一種共享緩存交換機(jī)中的動(dòng)態(tài)閾值管理裝置，包括：處理 器以及與所述處理器分別連接的多個(gè)控制器，所述控制器的個(gè)數(shù)由所述交換機(jī)的輸出端口 的個(gè)數(shù)確定，一個(gè)所述控制器連接一個(gè)所述輸出端口；
[0042] 所述處理器，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的動(dòng)態(tài)閾值策略，限制交換機(jī)中每個(gè)輸出端口占用緩 存的閾值；
[0043] 所述處理器，還用于在限制閾值之后，檢測所述交換機(jī)的每個(gè)輸出端口隊(duì)列的數(shù) 據(jù)包入隊(duì)事件、數(shù)據(jù)包出隊(duì)事件和/或數(shù)據(jù)包丟失事件是否發(fā)生；
[0044] 所述控制器，用于在所述處理器檢測到事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)所述事件發(fā)生的輸出端 口的隊(duì)列長度的變化，判斷所述事件發(fā)生的輸出端口是否過