一种数据帧汇聚和组装方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种数据帧汇聚和组装方法及系统，其中，所述数据帧汇聚和组装方法包括：S1：将数据帧进行压缩汇聚，以得到压缩后的数据帧；S2：基于至少两个FIFO对所述压缩后的数据帧进行处理，以得到突发聚合帧；S3：边缘节点基于监测核心节点上的网络拥塞状况进行调整以增加或减小所述突发聚合帧的长度，使得网络性能指标达到网络性能指标目标值。

A data frame aggregation and assembly method and system

【技术实现步骤摘要】
一种数据帧汇聚和组装方法及系统
本专利技术涉及网络领域，特别涉及一种数据帧汇聚和组装方法及系统。
技术介绍
进入21世纪以来，宽带互联网已经与人们的生活密不可分，互联网数据呈现爆炸式的增长，人们对网络速度的要求越来越高，这也刺激了通信行业的飞速发展。而网络拥塞控制问题是每一个网络中都存在的重要问题，在拥塞情况比较严重时甚至会导致整个网络的瘫痪。这时在网络中合理分配通信资源就显得尤为重要，当然对通信资源的利用率也提出了更高的要求。在波长资源有限的条件下，如何对数据帧在链路中进行灵活、高效的资源分配是一个急需解决的问题。针对上述问题，现有技术提出了以下两种算法。1.光突发交换的汇聚算法(1)基于突发长度(FAS:FixedAssemblySize)的汇聚算法，此算法设置一个固定的突发长度门限值，当汇聚的突发包长度超过门限值的时候，边缘节点完成一个突发包的汇聚。在这个算法中，当网络的负载比较小时，将导致汇聚的时间比较长，会极大的增加分组的端到端延时。(2)基于汇聚时间(FAP:FixedAssemblyPeriod)的汇聚算法，此算法设置一个固定的时间门限值，当突发数据包开始汇聚的时，定时器开始启动，当定时器到达了预先设定的值的时候，边缘节点完成一个突发包的汇聚，因此也称为固定时间的汇聚算法。在这个算法中，当到达边缘节点的数据流比较小时，则汇聚产生的突发包长度就会非常小，这样就大量地增加了网络的控制开销。2.网络拥塞控制方法解决网络拥塞的方法是拥塞控制(congestioncontrol)。拥塞控制需要确保网络能够承载用户提交的通信量，是一个全局性问题，涉及主机、路由器等很多因素。衡量网络是否拥塞的参数主要有：缺乏缓冲区造成的分组丢失率、平均队列长度、超时重传的分组数目、平均分组延迟及分组延迟变化等。根据控制论，拥塞控制方法分为两类：第一类是开环控制，即通过设计一个好的算法来避免拥塞发生。在进行拥塞控制时，不考虑网络的当前状态。常用算法有源端拥塞控制算法和链路拥塞控制算法。第二类是闭环控制，即给予反馈机制，根据网络的当前状态来控制拥塞。反馈方法通常有以下两种：(1)向信息源发送一个告警数据报。(2)主机或路由器主动地、周期地发送探测数据报，查询是否发生拥塞。基于突发长度和基于汇聚时间的汇聚算法都存在一定的问题，这些只考虑了某一方面的情况使得网络性能不是很令人满意，无法适应网络流量的变化，在网络资源的利用率上也不是很合理。同时，面对网络拥塞的情况也无法解决，影响整个网络的吞吐量和时延。为解决现用技术问题的上述缺陷，有必要提出一种新的数据帧汇聚和组装方法及系统，以替代现有的汇聚方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是为了提供一种数据帧汇聚和组装方法及系统，其中，本专利技术的数据帧汇聚和组装方法旨在于实现对数据帧资源的整合汇聚，将数据帧缓存下来组装成更大的数据帧组即聚合帧，再通过网络拥塞状况的反馈来动态灵活调节聚合帧的长度。这样有利于提升网络的吞吐量和系统的抖动性能。进而实现全网资源的实时高效利用。为实现上述目的，本专利技术提出了一种数据帧汇聚和组装方法，其中，所述数据帧汇聚和组装方法包括：S1：将数据帧进行压缩汇聚，以得到压缩后的数据帧；S2：基于至少两个FIFO对所述压缩后的数据帧进行处理，以得到突发聚合帧；S3：边缘节点基于监测核心节点上的网络拥塞状况进行调整以增加或减小所述突发聚合帧的长度，使得网络性能指标达到网络性能指标目标值。如上所述的数据帧汇聚和组装方法，其中，步骤S1包括：S11)：将数据信号和控制信号并行改串行缓存；S12)：删除部分空间字段使得数据包之间仅保留一个空闲字段。如上所述的数据帧汇聚和组装方法，其中，所述至少两个FIFO包括第一FIFO和第二FIFO。如上所述的数据帧汇聚和组装方法，其中，步骤S2包括：基于所述第一FIFO对所述压缩后的数据帧进行处理，以得到组装后的聚合帧；将所述第一FIFO和所述第二FIFO建立连接；基于所述第二FIFO对所述组装后的聚合帧进行处理，以得到所述突发聚合帧。如上所述的数据帧汇聚和组装方法，其中，步骤S3包括：预设网络性能指标目标值；测试核心节点网络的实时性能指标；基于所述网络的实时性能指标和所述网络性能指标目标值，调节所述突发聚合帧的长度，使得网络性能指标达到所述网络性能指标目标值。如上所述的数据帧汇聚和组装方法，其中，所述网络性能指标包括吞吐量和平均延迟。本专利技术还提出了一种数据帧汇聚和组装系统，其中，所述数据帧汇聚和组装系统包括：压缩汇聚模块，用于将数据帧进行压缩汇聚，以得到压缩后的数据帧；组装突发模块，用于基于至少两个FIFO对所述压缩后的数据帧进行处理，以得到突发聚合帧；网络指标测试模块，用于使边缘节点基于监测核心节点上的网络拥塞状况进行调整以增加或减小所述突发聚合帧的长度，使得网络性能指标达到网络性能指标目标值。如上所述的数据帧汇聚和组装系统，其中，所述网络性能指标包括吞吐量和平均延迟。本专利技术还提出了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的数据帧汇聚和组装方法的步骤。本专利技术还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的数据帧汇聚和组装方法的步骤。附图说明图1为本专利技术的数据帧汇聚和组装方法的流程图；图2是本专利技术的数据帧汇聚和组装系统的示意图；图3是本专利技术的聚合帧的组装突发流程图；图4是本专利技术的基于反馈控制的聚合帧长度调节程序流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。下面结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据帧汇聚和组装方法，其特征在于，所述数据帧汇聚和组装方法包括：/nS1：将数据帧进行压缩汇聚，以得到压缩后的数据帧；/nS2：基于至少两个FIFO对所述压缩后的数据帧进行处理，以得到突发聚合帧；/nS3：边缘节点基于监测核心节点上的网络拥塞状况进行调整以增加或减小所述突发聚合帧的长度，使得网络性能指标达到网络性能指标目标值。/n

【技术特征摘要】
1.一种数据帧汇聚和组装方法，其特征在于，所述数据帧汇聚和组装方法包括：
S1：将数据帧进行压缩汇聚，以得到压缩后的数据帧；
S2：基于至少两个FIFO对所述压缩后的数据帧进行处理，以得到突发聚合帧；
S3：边缘节点基于监测核心节点上的网络拥塞状况进行调整以增加或减小所述突发聚合帧的长度，使得网络性能指标达到网络性能指标目标值。


2.如权利要求1所述的数据帧汇聚和组装方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11)：将数据信号和控制信号并行改串行缓存；
S12)：删除部分空间字段使得数据包之间仅保留一个空闲字段。


3.如权利要求1所述的数据帧汇聚和组装方法，其特征在于，所述至少两个FIFO包括第一FIFO和第二FIFO。


4.如权利要求2所述的数据帧汇聚和组装方法，其特征在于，步骤S2包括：
基于所述第一FIFO对所述压缩后的数据帧进行处理，以得到组装后的聚合帧；
将所述第一FIFO和所述第二FIFO建立连接；
基于所述第二FIFO对所述组装后的聚合帧进行处理，以得到所述突发聚合帧。


5.如权利要求1所述的数据帧汇聚和组装方法，其特征在于，步骤S3包括：
预设网络性能指标目标值；
测试核心节点网络的实时性能指标；
基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：章杰钧，张会彬，李良灿，赵永利，张杰，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11