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BCM 芯片的QoS体系的设计与完成商量

  引言
  QoS 是Quality of Service 的缩写, 译为中文则为办事质量,它是针对传统的搜集中的Best Effort 办事而提出的一种新的搜集办事控制技巧。在传统的搜集通信当中,数据包IP的传输标准是敏捷。是以,常常在及时性和精确性上存在成绩。在现代搜集愈来愈蓬勃的条件下,传统的搜集通信办事标准曾经不实用了。是以,QoS 体系产生了,并被予以厚望。为了满足新的搜集请求,在BCM 芯片设计与完成方面采取QoS 体系停止控制是一个重要的研究课题。
  1 基于BCM 芯片的QoS 体系的设计
  1.1 BCM 芯片
  BCM 芯片在各个路由器、交换机中被广泛的应用,今朝的BCM 芯片的型号多样,本文将以BCM5645为例,对BCM 芯片的QoS 体系的设计停止分析。BCM5645 不只具有二层交换才能还具有三层交换才能。BCM5645 的交换引擎连接外部CPU 的连接线型号普通应用33MHz PCI 型号。这连续接线的办事优势是可以以一种直接存储的方法将交换引擎与外部CPU 的高速数据包停止控制交换。同时,在片内高速数据缓冲池中设有外部存储器停止包缓存, 这一技巧的供给者是交换引擎。BCM5645 支撑的太网接口型号多样,包括24 个全双工10/100Mbps, 并将其设为3 组接口模块。但这其实不是它的全部,它还支撑2 个全双工千兆以太网接口;支撑FFP(Fast FilterProcessor),中文译为快速过滤机制;支撑分类办事和流量控制。其协定构成为:IEEE 802.1q(VLAN)协定、IEEE 802.1s协定(生成树协定)、IEEE 802.1d 协定、IEEE 802.1p 协定。
  1.2 BCM 芯片数据处理流程
  以BCM5645 芯片为例,BCM 芯片的根本数据处理流程。
  在BCM 芯片数据处理流程当中, 最为关键的处理步调就是逻辑内的处理。逻辑内的处理决定了数据流的处理方法。重要的数据流处理方法为三种,即复制、转发或抛弃。数据包的调剂与缓存则由内存管理单位停止。数据包有内存管理单位到照应的数据接口,这一过程当中主如果出口逻辑在起感化。出口逻辑对数据包的处理具有必定的复杂性, 触及到多层选路和QoS 参数控制。重要的处理次序为,当以太帧达到时,根据目标MAC 地址停止二层选路, 在出口没法找到的状况下停止三层选路, 留意根据三层目标IP 停止。接上去经过过程FFP 处理应用QoS 参数控制数据流。数据流处理的重要流程以下。见表1。
  2 基于BCM 芯片的QoS 体系的完成
  三层以太网交换机是基于工程实际的请求和BCM 芯片的技巧支撑所研发的一种新的交换机情势。在QoS 体系的应用下,完成了流量丈量及监管、防火墙过滤功能、基于优先级的列队机制、地道功能、营业流分类、灵活可变的QoS 映照战略、多种队列调剂方法等多种功能[6]。FFP 技巧是以上一切功能的技巧支撑, 而QoS 体系的完成是建立在对多种定制过滤器的基本上的。
  2.1 FILTER 创建
  停止FILTER 创建时,针对根本的框架和内容应根据实际须要停止,重要可经过过程裁剪的方法将其根本内容创建成功。触及到加倍详细的内容时, 则须要对特定型号的芯片手册停止详细的懂得和参考。重要可划分为六个步调:
  ①要对须要过滤的数据包停止掩码与特点值的指定任务。特点值的详细内容包含:目标地址、协定类型、目标端标语、源地址等。对特点值的内容停止选择时,须要结合相干情况和实际须要。
  ②对指订婚配规矩的数据包停止数据处理, 普通采取转发的处理方法。
  ③为了对数据流停止流量统计须要创建一个计量器,在实际操作中,这一步调的重要性不大年夜,平日可以省略。
  ④接着上一步调中的数据流量的计量任务停止的, 即对计量流量停止必定程度的限制,假设上一步省略,则这一步也可省略。
  ⑤对超出计量器流量门限的数据流的转发行动停止选择,异样假设不采取第四步,这一步调可以省略。
  ⑥在硬件处理表中加载filter,filter 将开端发挥感化。每步调应用到的函数以下。
  2.2 验证明验
  2.2.1 验证情况
  数据源采取PC 机和AX4000 测试仪。平日三层以太网交换机的接口设置为3 个,出口1 个,出口两个。两个接口分别接入PC 机与AX4000 测试仪所发送的数据流。同时从一个接口流出。关于数据流的发送规格,两个数据源是不合的。PC 机上应用发包对象发送80Mbps 数据流,AX4000 测试仪发送100Mbps 数据流。
  2.2.2 验证明验
  对数据流的优先级调剂停止实验测试, 将目标地址(192.168.3.1)、源地址(192.168.2.1)、协定类型(1)相干目标下的数据流停止调剂,第一时间将其放入调剂队列中,这是关于第一个过滤器的设置。关于第二个过滤器,数据流的源地址变成192.168.2.1,目标地址也照应的改变成192.168.3.1,协定类型采取172. 将这一类型的数据放逐入优先级为1 的调剂队列。经过测试可以得出成果当两种数据流的优先级雷同时,在队列调剂中,对二者的处理次序是采取的轮番次序,同时对数据流2 停止流质变更的监测。测试不合优先级对数据流的影响。在这一实验中须要创建两个过滤器。第一个等于根据协定类型为1, 目标地址为192.168.3.1,源地址为192.168.1.1 的数据流停止队列调剂。将其放入优先级为2 的调剂队列中。在过滤器2 中重要处理源地址为192.168.2.1、协定类型为172、目标地址为192.168.3.1的数据流, 将其放入优先级为1 的调剂队列中。在此次实验中,可以得出成果:调剂队列会优先处理高优先级的数据流。同时另外一个数据流遭受丢包的机率将会大年夜大年夜的增长。对数据流流量的管理与监测任务停止检测。异样设置两个过滤器。第一个过滤器的数据流类型为:
  ①目标地址:192.168.3.1。
  ②源地址:192.168.2.1。
  ③协定类型:172。
  数据流量为100Mbps,假设超出这一流量标准绳直接抛弃。第二个过滤器的数据流量类型为:
  ①目标地址:192.168.3.1。
  ②源地址:192.168.2.1。
  ③协定类型:172。
  数据流量为50Mbps,假设超出这一流量标准绳直接抛弃。对数据流2 的限制次序应遵守由大年夜到小顺次递减,然后又由小到大年夜顺次递增的准绳,重要的流量控制点的数值为100、50、30、20、10,单位同一为Mbps。在这一实验中可以得出结论:数据流量的监管具有有效性。
  3 停止语
  QoS 体系打破了传统的搜集通信中存在的成绩, 根据其本身的办事质量的优势,在今朝多形状、复杂化、扩大年夜化的搜集生长情势下,发挥了重要的感化,在BCM 芯片的应用中,特别是本文引认为例的三层以太网交换机的BCM 芯片设计与完成中具有非常重要的感化, 采取优先级的情势对数据流量停止处理,有效的控制了数据流,加大年夜了数据流的监管力度,进步了搜集办事的办事质量。