一种RapidIO交换网络的路由自动规划方法技术

本发明专利技术公开了一种RapidIO交换网络的路由自动规划方法，包括：获取RapidIO交换网络的交换机集合和节点集合；设置专线，将各专线转化为路由路径并记录；从交换机集合和节点集合中选取一对未规划最优路由路径的交换机和节点，若两者直连，直接记录最优路由路径，否则，判断路由路径是否为专线，若是，根据搜索到的路由路径完成规划并设置专线占用标志，否则，根据再次搜索到的路由路径完成规划并设置均衡占用标志，若未搜索到则清除均衡占用标志重新搜索；遍历完后根据最优路由路径为各交换机分配路由。该方法优化了网络链路负载、传输路径跳数等指标，同时为大数据流规划了独立通信专线，提高了网络整体性能，实现全自动路由分配。实现全自动路由分配。实现全自动路由分配。

【技术实现步骤摘要】
一种RapidIO交换网络的路由自动规划方法


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种RapidIO交换网络的路由自动规划方法。

技术介绍

[0002]RapidIO早期是为计算密集型信号处理系统自行开发的总线技术，主要面向高性能的嵌入式系统互连通信。基于RapidIO通信体系架构技术的系统在电信、国防(如雷达系统)、医疗等行业大量使用。
[0003]为实现Rapidio交换网络中各终端设备的互相通信，需要为网络中的Rapidio交换设备配置路由。目前常用的软件路由分配算法最早出现在Linux2
‑6‑
x操作系统中，在该算法中以主节点为起点基于深度优先的搜索策略对拓扑网络进行扫描，扫描完成后分配路由，该算法仅可以保障所有设备的互相通信，没有网络性能优化方面的考虑。当RapidIO网络规模庞大，存在大量节点与环路时，为了提高网络的整体性能，一般采取人工计算后再分配路由的方法。
[0004]现有的路由规划方法以Linux系统中的动态枚举算法为例，它通过深度优先算法扫描网络，形成以主节点为根，其他节点为叶的树形拓扑，完成树形拓扑扫描后会分配基础路由，在路由分配策略上没有进行任何优化，仅能保证各节点间可互相通信，对于大型交换网络存在较大的局限性。如图1所示，展示了一个大型的RapidIO交换网络连接关系拓扑图，以节点1为主节点使用现有的路由分配方法，所得到的路由转发路径在图中以实线形式标出，未使用的连接链路以虚线形式标出。该方案存在如下缺陷：
[0005]1)路由均衡缺陷，如图1所示，交换机之间链路一共有24条，而枚举扫描结果中只利用了5条，利用率仅达20.8％。链路利用率低导致每个端口承担的数据传输流量不均衡，即负载不均衡，导致数据出现拥塞，整体数据传输性能较低，图2展示了现有方法对应的端口负载均衡情况(即分配的路由中各交换机端口上的路由目的ID数目)；
[0006]2)在实际应用场景中，某些节点之间有大数据量通信带宽的需求，而其他节点间仅是小数据量通信，现有方法无法满足为这些节点优先保障传输带宽，无法实现定制化带宽需求；
[0007]3)部分节点间路由路径冗长，这里路径长度指数据报文传输中需要经过的交换机数量。如图1所示，交换机5和交换机6之间需要通过交换机2
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交换机3
‑
交换机1才能实现通信，而较佳的情况下只需要经过交换机2即可实现通信。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对上述问题，提出一种RapidIO交换网络的路由自动规划方法，该方法有效优化了RapidIO网络的链路负载、传输路径跳数等指标，同时为大数据流规划了独立的通信专线，提高了RapidIO网络的整体性能，实现全自动路由分配。
[0009]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0010]本专利技术提出的一种RapidIO交换网络的路由自动规划方法，应用于RapidIO交换网
络，RapidIO交换网络包括O个交换机和M个节点，RapidIO交换网络的路由自动规划方法包括如下步骤：
[0011]S1、获取RapidIO交换网络的交换机集合S＝{S1,S2,
…
,Sn,
…
,SN}和节点集合E＝{E1,E2,
…
,Em,
…
,EM}，其中，Sn为第n个交换机，n＝1,2,
…
,N，N为具有直连节点的交换机总数，且N≤O，Em为第m个节点，m＝1,2,
…
,M；
[0012]S2、设置若干个专线，将各专线对应转化为路由路径并进行记录，专线由两个节点组成并具有方向性，路由路径由若干个数据链路组成，表示为R＝{(Sx1,Y1),(Sx2,Y2),
…
,(Sx
k
,Y
k
),
…
,(Sx
n
,Y
n
)}，其中，(Sx
k
,Y
k
)指以Sx
k
交换机Y
k
端口为起点正方向上的数据链路，x
k
＝1,2,
…
,O，且数据链路在路由路径中的顺序表示路径方向；
[0013]S3、从交换机集合S和节点集合E中选取一对未规划最优路由路径的交换机Sn和节点Em，判断交换机Sn与节点Em是否直连，若是，将交换机Sn到节点Em的最优路由路径记为Rb＝(Sn，Pn)，其中，Pn为交换机Sn连接节点Em的端口号，重复执行步骤S3，直至遍历完交换机集合S和节点集合E之间全部元素的配对组合，否则，执行步骤S4；
[0014]S4、判断交换机Sn到节点Em的路由路径是否为专线，若是，执行步骤S41，否则，执行步骤S43；
[0015]S41、以当前交换机Sn为起点采用深度优先递归搜索算法搜索所有数据链路，搜索过程中若数据链路已有专线占用标志则跳过；
[0016]S42、判断是否搜索到路由路径，若是，将最先搜索到的跳数值最小的路由路径作为最终路由路径R，并记R为最优路由路径Rb，为最优路由路径Rb中交换机间的所有数据链路设置专线占用标志，完成交换机Sn到节点Em最优路由路径的规划，返回执行步骤S3，直至遍历完交换机集合S和节点集合E之间全部元素的配对组合，否则，表示该专线规划失败，执行步骤S43；
[0017]S43、以当前交换机Sn为起点采用深度优先递归搜索算法搜索所有数据链路，搜索过程中若数据链路已有均衡占用标志则跳过；
[0018]S44、判断是否搜索到路由路径，若是，将最先搜索到的跳数值最小的路由路径作为最终路由路径R，并记R为最优路由路径Rb，为最优路由路径Rb中交换机间的所有数据链路设置均衡占用标志，完成交换机Sn到节点Em最优路由路径的规划，返回执行步骤S3，直至遍历完交换机集合S和节点集合E之间全部元素的配对组合，否则，清除所有数据链路的均衡占用标志，返回执行步骤S43；
[0019]S5、根据所有最优路由路径Rb为各交换机分配路由。
[0020]优选地，采用深度优先递归搜索算法搜索所有数据链路按端口号递增顺序进行。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]1)该方法有效优化了RapidIO交换网络的链路负载、传输路径跳数等指标，同时为大数据流规划了独立的通信专线，提高了RapidIO交换网络的整体性能，使网络在满足带宽定制化需求前提下达到负载均衡，同时减小了路径的平均传输跳数，提高了数据链路利用率；
[0023]2)该方法可实现全自动路由分配，大大降低网络设计人员的工作量，尤其适用于大型RapidIO交换网络的快速路由自动规划；
[0024]3)该方法在路径规划时在路径选择上采取的是专线优先级>均衡优先级>路径跳
数优先级的策略，便于用户根据实际需求对优先级判别顺序进行适应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RapidIO交换网络的路由自动规划方法，应用于RapidIO交换网络，所述RapidIO交换网络包括O个交换机和M个节点，其特征在于：所述RapidIO交换网络的路由自动规划方法包括如下步骤：S1、获取RapidIO交换网络的交换机集合S＝{S1,S2,
…
,Sn,
…
,SN}和节点集合E＝{E1,E2,
…
,Em,
…
,EM}，其中，Sn为第n个交换机，n＝1,2,
…
,N，N为具有直连节点的交换机总数，且N≤O，Em为第m个节点，m＝1,2,
…
,M；S2、设置若干个专线，将各专线对应转化为路由路径并进行记录，所述专线由两个节点组成并具有方向性，所述路由路径由若干个数据链路组成，表示为R＝{(Sx1,Y1),(Sx2,Y2),
…
,(Sx
k
,Y
k
),
…
,(Sx
n
,Y
n
)}，其中，(Sx
k
,Y
k
)指以Sx
k
交换机Y
k
端口为起点正方向上的数据链路，x
k
＝1,2,
…
,O，且数据链路在路由路径中的顺序表示路径方向；S3、从交换机集合S和节点集合E中选取一对未规划最优路由路径的交换机Sn和节点Em，判断交换机Sn与节点Em是否直连...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋辰浩，叶茂，周细平，阮翔，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十二研究所，
类型：发明
国别省市：