The invention relates to an Ethernet energy-saving strategy, in particular to an efficient and energy-saving Ethernet based on a hybrid scheduling algorithm. The hybrid scheduling algorithm of the present invention combines fixed priority and real-time deadline mechanism. The high-efficiency energy-saving Ethernet adopts sleep and wake-up mechanism, and the system is in a low energy consumption state for most of the time to achieve energy saving, and achieves the quality of service requirements through the conversion of energy-consuming resources between different states. Hybrid scheduling algorithm is used to meet the real-time requirement of the system, to solve the allocation problem in channel competition, and to switch the transmission rate of physical layer media through port traffic, so as to solve the problem of channel usage rights and network energy saving.
【技术实现步骤摘要】
一种基于混合调度算法的高效节能以太网
本专利技术涉及一种以太网节能策略,特别是一种基于混合调度算法的高效节能以太网(EnergyEfficientEthernet)。
技术介绍
传统以太网能耗较大,即使不发生数据碰撞,收发端也处于最高能耗模式,导致以太网的链路利用率一般很低,链路传输速率越大能耗也越大。随着以太网规模的不断扩大,连接设备数量不断增加,通信设备的不断更新,以太网的能量消耗愈加明显。实现绿色通信,建设节能网络,越来越受到人们的普遍关注。为了提高以太网的能源效率,在2010年,IEEE发布了IEEE802.3az标准,即所谓的高效节能以太网(EEE)。在实时以太网中采用高效节能以太网是一个新兴的研究课题,目前几乎所有可用协议的传输速率都是100Mb/s,将来会增加1Gbp/s甚至10Gb/s。在采用以太网技术的通信网络中,数据传输的实时性是问题的核心。单纯的使用高优先级先于低优先级队列,优先级略低的实时非周期数据会因为实时周期数据的连续发送而得不到转发,低优先级的数据也将出现挤压,处于饥饿状态,从而导致大量丢包。因此,如何提高以太网应用的实时性以及如何减少能耗成为需要结局的问题。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提出了一种采用混合调度算法的高效节能以太网,混合调度算法结合固定优先级和实时截止期限机制,高效节能以太网采取休眠-唤醒机制,系统多数时间段处于低能耗状态来实现节能,并通过耗能资源在不同状态之间的相互转换来实现服务质量要求。为了保证以太网中的数据快速可靠的进行传输。所有的数据类型可分为实时周期数据、实时非周期数据及非实时数据三种类型,在先 ...
【技术保护点】
1.一种基于混合调度算法的高效节能以太网,其特征在于:混合调度算法结合固定优先级和实时截止期限机制,高效节能以太网协议采取休眠‑唤醒机制,系统多数时间段处于低能耗状态来实现节能,并通过耗能资源在不同状态之间的相互转换来实现服务质量要求;节能高效以太网协议模型结构中较低部分是改进的介质访问控制子层和低功率状态LPI,较高部分是逻辑链路控制子层。
【技术特征摘要】
1.一种基于混合调度算法的高效节能以太网,其特征在于:混合调度算法结合固定优先级和实时截止期限机制,高效节能以太网协议采取休眠-唤醒机制,系统多数时间段处于低能耗状态来实现节能,并通过耗能资源在不同状态之间的相互转换来实现服务质量要求;节能高效以太网协议模型结构中较低部分是改进的介质访问控制子层和低功率状态LPI,较高部分是逻辑链路控制子层。2.根据权利要求1所述的一种基于混合调度算法的高效节能以太网,其特征在于:所述的混合调度算法较高一级在源介质访问控制子层的地址和类型/长度字段之间加入了一个四字节的VLAN标签字段,这四个字节中,前两个字节是标志协议ID,通常设为0X8100,后两个字节是标志控制信息,其中前3个比特的用户优先级字段,该字段可将数据分为8个不同的优先级,常见的分类方法是数字0-7代表不同的级别,7为最高优先级,0为最低优先级,默认优先级为0数据在进行封装时,当能支持2个优先级队列时,优先级将分为两个组,分别是0-3级为一组和4-7级为另一组;混合调度算法较低一级中,将有RTD帧字段加在了数据帧上,作为实时优先级的判断标志;较高一级调度算法中,分别对实时周期数据、实时非周期数据、非实时数据三种数据设定优先级,到达的数据根据标志字符的优先级不同进入三种优先级不同的缓冲队列等待进行数据转发,一级调度为实时周期数据赋予最高优先级的信道访问权,当实时周期数据队列为空时才进行实时非周期数据,仅当前两个队列都为空时才进行非实时数据队列的调度,为了解决不同队列之间因为高优先级队列长期占用而低优先级的队列数据得不到转发的情况,为优先级不同的队列分配时间片,实时周期数据队列为60%,实时非周期数据队列为30%,非实时数据队列为5%,剩下5%为保护时间;较低一级调度算法的核心就是分别对不同数据队列采取不同的调度策略,在较高一级调度完成处理之后,数据进入两个优先级队列,但是在同一个优先级队列中实时数据的紧急程度也可能不同,所以需要对实时数据的缓冲队列采取一定的调度机制,数据在进行封装时,将有RTD帧字段加在了数据帧上,作为实时优先级的判断标志。实时截止期限最短的数据拥有最高的优先级,首先转发。3.根据权利要求1所述的一种基于混合调度算法的高效节能以太网,其特征在于:所述的低功率状态LPI,以太网链路进入一个新的功能状态,即安静状态,在这个状态下,电力消耗大大减少,介质访问控制协议MAC根据LPI调整,MAC体系结构使得上层可以使用LP_IDLE协议服务,以便于实现节能高效以太网策略,状态转换是通过这种协议服务的请求和指示原语进行的。当以太网链路的一个节点决定强制该链路处于安静状态时,它会调用低功率状态LPI,请求原语LPI...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡黄水,赵航,戚小莎,杨兴旺,王晓宇,
申请(专利权)人:长春工业大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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