一种RapidIO交换设备动态管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种RapidIO交换设备动态管理方法及系统，采用虚拟ID池的概念从根本上解除交换设备与PE设备的耦合关系，通过固定个数ID加弹性可变ID两部分实现ID池尺寸的自适应调整，并且构建、维护RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区，使得仅当交换设备未命中时才需动态配置，进而达到交换设备管理的智能化、动态自适应和高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种RapidIO交换设备动态管理方法及系统
本专利技术属于RapidIO网络
，特别是涉及到一种RapidIO交换设备动态管理方法及系统。
技术介绍
RapidIO规范作为嵌入式互连技术方面得到国际标准化组织(ISO)和国际电工协会(IEC)授权的唯一标准，为嵌入式系统提供了高带宽、低延迟、高可靠性的互连技术。一般地，RapidIO网络由处理器件(PE，ProcessingElement)和交换器件(SWITCH)组成，前者主要负责生成、收发和处理数据包，后者完成数据包的接收与转发。作为RapidIO网络中的核心设备，交换器件具有高可靠性、高速率和高吞吐量等优点，能否根据场景需要对其灵活配置就显得尤为关键。RapidIO网络中各设备间是基于ID号进行数据交换的，而SWITCH不具有器件ID，当操作目标是交换设备(即向其发送维护包)时，就需要使用目的器件ID与跳数(hopCount)的组合进行寻址。目的器件ID用以保证维护包能够投递到目标SWITCH，而跳数是指从起点到目标交换之间经过的交换设备数量。交换机的处理器件一旦接收到维护包，检查到跳数字段为0即解析处理，否则将其值减1，再根据目标器件ID继续转发出去。目标器件ID采用传统的交换设备寻址ID方法，主要有两种：为交换设备直接分配ID和复用终端设备ID；前者顾名思义，会为网络中每个交换设备分配一个ID，这种方法需要消耗掉相当多十分宝贵且有限的设备ID资源，只能应用在设备数量较少的场合；而后者复用ID的方案即在RapidIO网络枚举阶段，为终端设备分配器件ID时，按照就近原则在逻辑上为交换设备设定寻址ID，比如会优先选择交换直连的终端设备ID，条件不满足的话就选择其后继交换设备的器件ID；但是当网络发生变化时(如设备热插拔等)，需要动态调整为交换器件“绑定”的ID，调整过程依赖于实际网络拓扑结构，复杂的网络拓扑会使得调整过程难以求解，而且这种方案无法解决配置有多播等复杂场景下的寻址问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种新的动态可扩展的RapidIO交换设备管理方法及系统，达到交换设备管理的智能化、动态自适应和高可靠性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种RapidIO交换设备动态管理方法，采用虚拟ID池(VirtualIDPool,VIDP)的概念从根本上解除交换设备与PE设备的耦合关系，通过固定个数ID加弹性可变ID两部分实现虚拟ID池VIDP尺寸的自适应调整，并且构建、维护RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区cache，用于存储已配置好的交换设备维护路径；当cache中查询交换设备未命中时动态配置路径。进一步的，所述VIDP及cache构建方法包括：S1、Host主机发起RapidIO网络枚举，同时计算生成RapidIO网络交换设备维护路径集(SwitchMaintainingPathSet,SMPS)，即以Host为源点、用尽可能少的路径覆盖网络中所有交换设备、形成的路径集合；S2、Host主机在枚举完成之后，根据网络规模初始化虚拟ID池VIDP，尺寸由固定阈值确定，固定阈值指在设备ID空间中预留出若干数量；然后构建RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区cache。更进一步的，所述cache存储已配置好的交换设备维护路径的方法为：S3、Host主机准备给交换设备A发送维护包，首先到cache中查询该交换设备是否已配置有维护路由，因cache初始为空未命中，则到RapidIO网络交换设备维护路径集SMPS中检索出一条包含交换设备A的最长路径，并从VIDP中读取一个可用ID；然后基于该ID依次配置路径上的所有交换设备，成功完成后将该路径与ID一并存储到cache中。更进一步的，所述动态配置路径的方法为：S4、Host主机准备发送维护包给交换设备B，先到cache中检索，如命中则直接使用相应的ID，否则采用步骤S3策略完成配置；直到出现VIDP无可用ID的情况，如果当前网络中已无空闲设备ID，转步骤S5，否则转步骤S6；S5、首先从cache中释放一个ID出来，可按照某种规则如路径长度最短进行选取，然后采用步骤3策略完成配置，进而完成维护包的组织与发送；S6、当前网络中存在空闲的设备ID，这时根据空闲设备ID数量动态确定若干ID补充给VIDP，然后采用步骤3策略完成配置，进而完成维护包的组织与发送。更进一步的，动态配置路径的方法还包括：S7、如果出现PE设备热插入，并且空闲设备ID为空，则检测VIDP是否可压缩，即当前尺寸是否大于固定阈值，如是则执行VIDP尺寸压缩，释放一个ID出来供新插入的PE设备使用，同时保持VIDP与cache的一致性。本专利技术的另一方面，还提供了一种RapidIO交换设备动态管理系统，包括：VIDP及cache构建模块，用于采用虚拟ID池VIDP的概念从根本上解除交换设备与PE设备的耦合关系，通过固定个数ID加弹性可变ID两部分实现虚拟ID池VIDP尺寸的自适应调整，并且构建、维护RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区cache；Cache模块，用于存储已配置好的交换设备维护路径；动态配置路径模块，用于当cache中查询交换设备未命中时动态配置路径。进一步的，所述VIDP及cache构建模块包括：SMPS单元，用于在Host主机发起RapidIO网络枚举时，同时计算生成RapidIO网络交换设备维护路径集SMPS，即以Host为源点、用尽可能少的路径覆盖网络中所有交换设备、形成的路径集合；构建单元，用于在Host主机枚举完成之后，根据网络规模初始化虚拟ID池VIDP，尺寸由固定阈值确定，固定阈值指在设备ID空间中预留出若干数量；然后构建RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区cache。进一步的，所述Cache模块包括：查询检索存储单元，用于Host主机准备给交换设备A发送维护包时，首先到cache中查询该交换设备是否已配置有维护路由，因cache初始为空未命中，则到RapidIO网络交换设备维护路径集SMPS中检索出一条包含交换设备A的最长路径，并从VIDP中读取一个可用ID；然后基于该ID依次配置路径上的所有交换设备，成功完成后将该路径与ID一并存储到cache中。进一步的，所述动态配置路径模块包括：第一动态配置单元，用于在Host主机准备发送维护包给交换设备B时，先到cache中检索，如命中则直接使用相应的ID，否则采用步骤S3策略完成配置；直到出现VIDP无可用ID的情况，如果当前网络中已无空闲设备ID，转第二动态配置单元，否则转第三动态配置单元；第二动态配置单元，用于从cache中释放一个ID出来，可按照某种规则如路径长度最短进行选取，然后采用步骤3策略完成配置，进而完成维护包的组织与发送；第三动态配置单元，用于在当前网络中存在空闲的设备ID时，根据空闲设备ID数量动态确定若干ID补充给VIDP，然后采用步骤3策略完成配置，进而完成维护包的组织与发送。更进一步的，所述动态配置路径模块还包括：第四动态配置单元，用于如果出现PE设备热插入，并且空闲设备ID为空，则检测VIDP是否可压缩，即当前尺寸是否大于固定阈值，如是则执行VIDP尺寸压缩，释放一个ID出来供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RapidIO交换设备动态管理方法，其特征在于，采用虚拟ID池VIDP的概念从根本上解除交换设备与PE设备的耦合关系，通过固定个数ID加弹性可变ID两部分实现虚拟ID池VIDP尺寸的自适应调整，并且构建、维护RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区cache，用于存储已配置好的交换设备维护路径；当且仅当cache中查询交换设备未命中时动态配置路径。

【技术特征摘要】
1.一种RapidIO交换设备动态管理方法，其特征在于，采用虚拟ID池VIDP的概念从根本上解除交换设备与PE设备的耦合关系，通过固定个数ID加弹性可变ID两部分实现虚拟ID池VIDP尺寸的自适应调整，并且构建、维护RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区cache，用于存储已配置好的交换设备维护路径；当且仅当cache中查询交换设备未命中时动态配置路径。2.根据权利要求1所述的一种RapidIO交换设备动态管理方法，其特征在于，所述VIDP及cache构建方法包括：S1、Host主机发起RapidIO网络枚举，同时计算生成RapidIO网络交换设备维护路径集SMPS，即以Host为源点、用尽可能少的路径覆盖网络中所有交换设备、形成的路径集合；S2、Host主机在枚举完成之后，根据网络规模初始化虚拟ID池VIDP，尺寸由固定阈值确定，固定阈值指在设备ID空间中预留出若干数量；然后构建RapidIO网络交换设备实时路由覆盖缓冲区cache。3.根据权利要求1所述的一种RapidIO交换设备动态管理方法，其特征在于，所述cache存储已配置好的交换设备维护路径的方法为：S3、Host主机准备给交换设备A发送维护包，首先到cache中查询该交换设备是否已配置有维护路由，因cache初始为空未命中，则到RapidIO网络交换设备维护路径集SMPS中检索出一条包含交换设备A的最长路径，并从VIDP中读取一个可用ID；然后基于该ID依次配置路径上的所有交换设备，成功完成后将该路径与ID一并存储到cache中。4.根据权利要求1所述的一种RapidIO交换设备动态管理方法，其特征在于，所述动态配置路径的方法为：S4、Host主机准备发送维护包给交换设备B，先到cache中检索，如命中则直接使用相应的ID，否则采用步骤S3策略完成配置；直到出现VIDP无可用ID的情况，如果当前网络中已无空闲设备ID，转步骤S5，否则转步骤S6；S5、首先从cache中释放一个ID出来，可按照某种规则如路径长度最短进行选取，然后采用步骤3策略完成配置，进而完成维护包的组织与发送；S6、当前网络中存在空闲的设备ID，这时根据空闲设备ID数量动态确定若干ID补充给VIDP，然后采用步骤3策略完成配置，进而完成维护包的组织与发送。5.根据权利要求4所述的一种RapidIO交换设备动态管理方法，其特征在于，动态配置路径的方法还包括：S7、如果出现PE设备热插入，并且空闲设备ID为空，则检测VIDP是否可压缩，即当前尺寸是否大于固定阈值，如是则执行VIDP尺寸压缩，释放一个ID出来供新插入的PE设备使用，同时保持VIDP与cache的一致性。6.一种RapidIO交换设备动态管理系统，其特征在于，包括：VIDP及cache构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明伟，刘勤让，宋克，魏帅，沈剑良，肖锋，朱珂，于洪，刘冬培，任阔，苏野，闻亮，常超，王轩，崔超，
申请(专利权)人：天津芯海创科技有限公司，天津市滨海新区信息技术创新中心，
类型：发明
国别省市：天津,12