一种基于可编程交换机的虚拟网服务质量实现方法

摘要

本发明公开了一种基于可编程交换机的虚拟网服务质量实现方法，数据包通过8个输入端口之一进入数据链路层后，输入仲裁器选择一个输入端口的数据包，送入网络层，网络层对数据包进行选路，按照网络协议的要求进行必要的修改，选路完毕的数据包送入质量保证模块进行调度，经过调度的数据包进入输出队列，最后数据包通过8个不同的端口，从数据链路层输出；本发明的方法适应当今互联网环境，运行过程高效迅速，成本低廉；其运行结果显著改善了虚拟网的服务质量保证，为网络虚拟化的服务质量做出了一定贡献。

主权项

一种基于可编程交换机的虚拟网服务质量实现方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：数据包通过8个输入端口之一进入数据链路层；步骤二：输入仲裁器选择一个输入端口的数据包，送入网络层；步骤三：网络层对数据包进行选路，按照网络协议的要求进行必要的修改：网络层在每一个数据包的头部之前添加一个辅助头部，用来标记该数据包即将进入的输出队列；步骤四：选路完毕的数据包送入质量保证模块进行调度；具体为：每一个从网络层输出的数据包都带有VLAN标签或者不带VLAN标签，不带VLAN标签的数据包优先级最低，为0，带VLAN标签的数据包，由其PCP字段标识其优先级，PCP字段共12位，可标识4096个优先级；利用FPGA硬件中的组合逻辑资源，在质量保证模块中生成一个过滤器子模块；该模块通过分析数据包头部的VLAN标签中的PCP字段，识别出数据包的优先级；该优先级作为送入不同优先级队列的依据；质量保证模块中对每一种可识别的优先级建立了一条队列，优先级越高，队列长度越大；队列完全使用FPGA硬件资源实现；NetFPGA硬件提供了Block RAM硬件资源，可以直接利用Block RAM资源生成四条硬件队列，最高优先级的队列最长，最低优先级的队列最短；经过过滤器分析的数据包依据优先级进入四条硬件队列；利用FPGA组合逻辑资源，在质量保证模块中添加了仲裁器子模块；仲裁器子模块将从多个优先级队列中获取数据包；仲裁器中对每一个优先级都设置了计时器，越高的优先级计时器设置的超时就越短；每当一个计时器超时，仲裁器就从该计时器对应的优先级队列中取数据包，然后重新计时；当某个优先级队列中的数据包充满队列，过滤器仍要将数据包送入该队列时，该优先级队列就会丢弃该队列中最老的数据包；为方便数据统计，在质量保证模块中设置了流量寄存器组和丢包寄存器组；流量寄存器将分别统计每一个VLAN标签输出的数据包，丢包寄存器将分别统计每一个VLAN标签因为溢出而丢弃的数据包；这些寄存器可以被软件读取；每当仲裁器从一个优先级队列中取走一个数据包，该优先级队列就会向流量寄存器组中该数据包的VLAN标签对应的寄存器加一；每当优先级队列溢出，丢弃一个老的数据包时，该优先级队列就会向丢包寄存器组中该数据包的VLAN标签对应的寄存器加一；步骤五：经过调度的数据包进入输出队列：分析数据包的辅助头部，放入各个不同的输出队列；步骤六：数据包通过8个不同的端口，从数据链路层输出。