本发明专利技术涉及延迟容忍数据分组业务的能量效率网络处理。本发明专利技术的实施方式确定是否时间敏感流速率和满足延迟容忍业务流的QoS要求的最小速率的聚集超过网络处理器的分组处理引擎的组合最优速率。在肯定的情况下，实施方式将各个分组处理引擎的处理速率设置为最小速率，使得分组处理引擎的累积速率满足聚集速率，并调度延迟容忍流以满足它们各自的最小速率。优选地，通过仅减速延迟容忍业务的处理速率，能够减小网络处理器的能耗，且同时能够满足延迟容忍业务和时间敏感业务的QoS要求。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于能量效率路由的延迟容忍业务的服务质量感知速率减速
技术介绍
本专利技术涉及数据分组网络，更具体地，本专利技术涉及在网络中以考虑特定数据分组业务的服务质量(QoS)承诺的方式来处理数据分组(这里也将其称为QoS感知方式)、且同时解决处理数据分组业务的网络处理器的能量效率。
技术介绍
当前的大多数国际互联网使用包括从源发送给多个用户的内容。为了满足增长的要求，将服务提供商(例如，谷歌)引领至投资于具有分布于不同地理区域的成百上千的机 器的大型数据中心。相似地，通过部署大量的高速路由器和光纤光缆，网络提供商日益增加网络容量。在这种大规模内容分发中涉及的诸如服务器、核心/边缘路由器和接入设备的网络设备消耗大量的能量；例如，美国环境保护机构(EPA)估计到2011年数据中心每年会消耗一千亿千瓦小时，费用为74亿美兀。对于这种能量的大量消耗，希望集中于在内容分发链中扮演重要角色的现代高速路由器的能量效率。典型地为现代路由器装备用于数据平面任务(例如，路由、分组分类、力口密、QoS等)的快速处理的数百个网络处理器。由于这些网络处理器(NP)的能量消耗控制通过线路的分组传输的能量消耗，一种降低能量消耗的方式是基于时变业务量需求来动态供应网络处理器。例如，如果利用路由器的70%以对当前业务量进行路由，那么路由器将其处理速率配置为其峰值速率的70%。为此，现代网络处理器利用允许NP放慢它们的操作频率(或速率)并降低它们的操作电压以节省能量的动态电压调节(DVS，Dynamic VoltageScaling)。然而，当前的DVS技术不考虑被路由业务的QoS承诺(commitment),其中如果承诺不满足，会影响网络提供商的收入。因此，希望具有在网络路由器中实现更高能量效率且同时考虑诸如服务等级协议(SLA)的QoS承诺的手段。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及延迟容忍数据分组业务的能量效率网络处理。本专利技术的一些实施方式确定用于满足延迟容忍业务流的QoS要求的时间敏感(time critical)业务流速率和最小速率的聚集(aggregate)是否超过网络处理器中分组处理引擎的能量效率的各自最佳速率的总和。在肯定的情况下，实施方式将各个分组处理引擎的处理速率设置为各自的最小处理速率，使得分组处理引擎的累积速率满足聚集速率，并且对延迟容忍流进行调度以满足它们各自的最小速率。本专利技术的一些实施方式在上述条件的否定情况下确定并随后使用满足时间敏感业务流速率和延迟容忍流速率的总量所需要的最小数量的分组处理引擎。有利的是，不同于基于当前业务量要求简单地调整处理速率的动态资源供应方法，通过仅对延迟容忍业务的处理速率进行减速(throttle)以导致正处理聚集业务的分组处理引擎的能量效率速率，可以降低网络处理器的能量消耗，且同时可满足延迟容忍业务和时间敏感业务的QoS要求。根据本专利技术的一个方面，提供一种控制在具有多个分组处理引擎的网络处理器中使用的处理速率的方法。该方法包括以下步骤确定由网络处理器接收的时间敏感流的聚集速率；确定将满足由网络处理器接收的全部延迟容忍流的各自服务质量要求的聚集最小速率；对时间敏感流的聚集速率和聚集最小速率求和以获得合计速率(su_ed rate);总计(total)分组处理引擎的能量效率的各自最优速率以获得累积的最优速率；将合计速率与累积的最优速率进行比较；响应于合计速率大于累积的最优速率，确定每个分组处理引擎的相应最小处理速率，从而最小处理速率的总和大于或等于合计的速率；以及由分组处理引擎调度延迟容忍流的处理，以满足延迟容忍流的各自服务质量要求。优选的，该方法可进一步包括以下步骤确定时间敏感流和延迟容忍流的聚集速率以获得聚集输入速率；响应于合计速率小于或等于累积最优速率，确定分组处理引擎的最小子集，使得聚集输入速率小于或等于子集的分组处理引擎的各自最优速率的总和；以及仅在子集的分组处理引擎上调度延迟容忍流和时间敏感流的处理。·根据本专利技术的另一方面，提供一种速率可控的网络处理器。网络处理器包括多个分组处理引擎和速率估计器，用于通过由网络处理器接收的IP分组流确定由网络处理器接收的时间敏感流的聚集速率，和将满足由网络处理器接收的延迟容忍流的各自服务质量要求的聚集最小速率；网络处理器还包括速率控制器，用于确定每个分组处理引擎的各自最小处理速率,使得最小处理速率的总和大于或等于时间敏感流的聚集速率和聚集最小速率的总和；以及调度器，用于调度由分组处理引擎对延迟容忍流的处理，以满足延迟容忍流的各自服务质量要求，其中每个分组处理引擎可操作为在其各自的最小处理速率来处理分组。优选的，速率估计器可附加地操作为确定包括时间敏感流的聚集速率和延迟容忍流的聚集速率的总和的聚集输入速率，并且合计时间敏感流的聚集速率和聚集最小速率以获得合计速率。速率控制器可附加地操作为获得分组处理引擎的能量效率的最优速率，并且总计分组处理引擎的用于能量效率的各自最优速率，以便获得累积最优速率，以及响应于合计速率小于或等于累积最优速率，确定分组处理引擎的最小子集，使得聚集输入速率小于或等于子集的分组处理引擎各自最优速率的总和；调度器可附加地操作为仅在子集的分组处理弓I擎上调度延迟容忍流和时间敏感流的处理。根据本专利技术的又一方面，提供一种用于具有多个分组处理引擎的网络处理器的控制器。控制器包括速率估计器，用于通过由网络处理器接收的IP分组流进行确定由网络处理器接收的时间敏感流的聚集速率，和满足由网络处理器接收的延迟容忍流的各自服务质量要求的聚集最小速率；所述控制器还包括速率控制器，用于确定每个分组处理引擎的各自最小处理速率，使得最小处理速率的总和大于或等于时间敏感流的聚集速率和聚集最小速率的总和；以及调度器，用于调度由分组处理引擎进行的延迟容忍流的处理，以满足延迟容忍流的各自服务质量要求。附图说明通过下面在附图中解释的优选实施方式的更详细的描述，本专利技术的上述和其它目标、特征和优势会变得更明显，其中图1描述了单个分组处理引擎的功率曲线；图2描述了根据本专利技术实施方式的速率可控的网络处理器；以及图3描述了控制图2的网络处理器中使用的处理速率的方法。在附图中相同的附图标记代表相同的特征。具体实施例方式本专利技术的实施方式涉及延迟容忍分组数据业务的能量效率网络处理。这种业务的实施例为延迟容忍成批数据(DTB)，其可应用于大范围的延迟容忍内容分发应用，例如视频分发(NetFlix)、科学数据交换(高分辨率图像)、数据中心同步等。不同于现有的基于当前要求来调整处理速率的动态资源供应方法，本专利技术有意 的减速DTB业务(仍满足应用级别QoS)以降低中间路由器中的整体聚集数据速率。其结果是，我们可以减小网络处理器的操作电压，从而显著减小了能量消耗。本专利技术的实施方式在典型地配有数百个用于快速处理数据平面任务的网络处理器的现代高速路由器中发现应用。图1是单个分组处理弓丨擎(PPE)的功率曲线100的图形，其中通过典型的网络处理器可使用数百个分组处理引擎。图形显示了相对于处理速率的每个处理分组的处理能力。这里，我们看到，由于速率独立功率Pw，功率曲线100在最优速率R0每个处理的分组具有最小的能量，低于最优速率％不能实现能量节约。我们推断该最优速率％消耗用于转发分组的最小能量。通过测量，我本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.04 US 12/794,2681.一种控制在具有多个分组处理引擎的网络处理器中使用的处理速率的方法，包括以下步骤确定由所述网络处理器接收的时间敏感流的聚集速率；确定满足由所述网络处理器接收的全部延迟容忍流的各自服务质量要求的聚集最小速率；对聚集最小速率和时间敏感流的聚集速率求和以获得合计速率；总计分组处理引擎的能量效率的各自最优速率以获得累积的最优速率；将合计速率与累积的最优速率进行比较；响应于合计速率大于累积的最优速率，确定每个分组处理引擎的各自最小处理速率， 使得最小处理速率的总和大于或等于合计速率；以及由分组处理引擎调度延迟容忍流的处理，以满足延迟容忍流的各自服务质量要求。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定延迟容忍流和时间敏感流的聚集速率以获得聚集输入速率；响应于合计速率小于或等于累积的最优速率，确定分组处理引擎的最小子集，使得聚集输入速率小于或等于子集的分组处理引擎的各自最优速率的总和；以及仅在子集的分组处理引擎上调度延迟容忍流和时间敏感流的处理，其中两个或多个分组处理引擎具有用于能量效率的实质上相同的最优速率，并且确定分组处理引擎的最小子集的步骤包括确定为两个或多个分组处理引擎的每个分组处理引擎使用相同最优速率的子集的最小尺寸。3.根据权利要求1所述的方法，其中两个或多个分组处理引擎具有用于能量效率的实质上相同的最优速率，并且确定用于每个分组处理引擎的各自最小处理速率的步骤包括 确定用于两个或多个分组处理引擎的每个分组处理引擎的相同最小处理速率。4.根据权利要求1所述的方法，其中调度步骤包括在聚集最小速率内对延迟容忍流的公平调度。5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括确定延迟容忍流和时间敏感流的聚集速率以获得聚集输入速率；响应于合计速率小于或等于累积的最优速率，确定分组处理引擎的最小子集，使得聚集输入速率小于或等于子集的分组处理引擎的各自最优速率的总和；以及仅在子集的分组处理引擎上调度延迟容忍流和时间敏感流的处理，其中两个或多个分组处理引擎具有用于能量效率的实质上相同的最优速率，并且确定分组处理引擎的最小子集的步骤包括确定为两个或多个分组处理引擎的每个分组处理引擎使用相同最优速率的子集的最小尺寸。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括在聚集最小速率内对延迟容忍流的公平调度；响应于由网络处理器接收到的时间敏感流的改变，返回到确定时间敏感流的聚集速率的步骤；响应于由网络处理器接收到的延迟容忍流的改变，返回到确定聚集最小速率的步骤；以及响应于时间敏感流或延迟容忍流中的改变，返回到确...
【专利技术属性】
技术研发人员：U·李，I·里马克，V·F·希尔特，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯公司，
类型：
国别省市：
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