《基于概率性滤除对每个数据源应用最大最小公平性的聚合策略.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于概率性滤除对每个数据源应用最大最小公平性的聚合策略.pdf（15页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102668471 A (43)申请公布日 2012.09.12 C N 1 0 2 6 6 8 4 7 1 A *CN102668471A* (21)申请号 201080058458.2 (22)申请日 2010.10.18 12/604,391 2009.10.23 US H04L 12/56(2006.01) (71)申请人思科技术公司 地址美国加利福尼亚州 (72)发明人董轩明 维亚考卡尼 塞米尔蒙谢特 (74)专利代理机构北京东方亿思知识产权代理 有限责任公司 11258 代理人李晓冬 (54) 发明名称 基于概率性滤除对每个数据源应用最大-最 小公平性的聚。
2、合策略 (57) 摘要 在一个实施例中，一种方法包括：计算针对供 应去往指定目的地的数据分组的多个数据源中的 每个数据源的相应数据分组到达速率，指定目的 地在某一机器内并且指定目的地具有一定带宽容 量；基于根据相应数据分组到达速率分配所述带 宽容量中相应选择部分来计算针对每个数据源的 保证共享带宽速率；根据计算的相应数据分组到 达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率，选 择性地将来自每个数据源的相应数据分组作为传 送数据分组而传送或者丢弃相应数据分组；并且 根据指定目的地的带宽容量，对聚合的传送数据 分组向指定目的地的供应进行选择性地滤除，所 述聚合的传送数据分组是仅从数据源所供应的传 送数据。
3、分组中聚合得到的。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.06.20 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2010/053005 2010.10.18 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/049850 EN 2011.04.28 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 8 页 附图 3 页 1/3页 2 1.一种方法，包括： 计算针对供应去往指定目的地的数据分组的多个数据源中的每个数据源的相应数据 分组到达速率，所述指定目的地在某一机器内并且所述。
4、指定目的地具有一定带宽容量； 基于根据相应数据分组到达速率分配所述带宽容量中的相应选择部分来计算针对每 个数据源的保证共享带宽速率； 根据计算的相应数据分组到达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率，选择性地将 来自每个数据源的相应数据分组作为传送数据分组而传送或者丢弃相应数据分组；并且 根据所述指定目的地的带宽容量，对聚合的传送数据分组向所述指定目的地的供应进 行选择性地滤除，所述聚合的传送数据分组是仅从数据源所供应的传送数据分组中聚合得 到的。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述指定目的地所接收到的每一个数据分 组，重计算相应数据分组到达速率、保证共享带宽速率以及计算的所述概率。 。
5、3.根据权利要求1所述的方法，其中，针对每个数据源的相应数据分组到达速率的计 算包括： 基于来自相应数据源的第一多个最新近数据分组的长度的总和相对于指定数目的最 新近数据分组的到达时间间隔的比率，来计算数据分组到达速率；或者 将数据分组到达速率计算为针对第二多个最新近数据分组所计算的所述比率相对于 施加到该比率的相应历史因子的指数运动平均值。 4.根据权利要求1所述的方法，其中，保证共享带宽速率是基于是否所有数据分组到 达速率超过所述带宽容量中的可用部分相对于需要分配相应保证共享带宽速率的数据源 的数目的公平共享分派速率或者是否任何数据分组到达速率小于所述公平共享分派速率 而计算出的。 5.根。
6、据权利要求1所述的方法，其中，选择性地传送包括基于如下步骤丢弃相应数据 分组： 生成针对相应数据分组的均匀随机数；并且 判定所述均匀随机数超过计算的所述概率的归一化值。 6.根据权利要求1所述的方法，其中，选择性地传送包括基于如下步骤传送相应数据 分组： 生成针对相应数据分组的均匀随机数；并且 判定所述均匀随机数不超过计算的所述概率的归一化值。 7.根据权利要求1所述的方法，其中，计算的所述概率被计算为值1与相应保证共享带 宽速率除以相应数据分组到达速率的值中的小者。 8.根据权利要求1所述的方法，其中，选择性地滤除包括： 针对聚合的传送数据分组中的一个，判断相对该个聚合的传送数据分组的相应大。
7、小， 是否有足够数目的令牌可用，所述令牌的数目基于与所述带宽容量相关的令牌刷新率；并 且 如果有足够数目的令牌可用，则传送该个聚合的传送数据分组，如果没有足够数目的 令牌可用，则丢弃该个聚合的传送数据分组，基于此，该个聚合的传送数据分组被处理。 9.根据权利要求1所述的方法，其中，对数据分组到达速率、保证共享带宽速率和计算 权 利 要 求 书CN 102668471 A 2/3页 3 的所述概率的计算中的每个计算以及选择性地滤除都由专用集成电路(ASIC)执行。 10.一种设备，包括： 概率公平性电路，被配置为： 计算针对供应去往指定目的地的数据分组的多个数据源中的每个数据源的相应数据 分组到。
8、达速率，所述指定目的地在某一机器内并且所述指定目的地具有一定带宽容量； 基于根据相应数据分组到达速率分配所述带宽容量中的相应选择部分来计算针对每 个数据源的保证共享带宽速率； 根据计算的相应数据分组到达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率，选择性地将 来自每个数据源的相应数据分组作为传送数据分组而传送或者丢弃相应数据分组；并且 所述设备还包括滤除器电路，所述滤除器电路被配置为根据所述指定目的地的带宽容 量，对聚合的传送数据分组向所述指定目的地的供应进行选择性地滤除，所述聚合的传送 数据分组是仅从数据源所供应的传送数据分组中聚合得到的。 11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述概率公平性电路。
9、被配置为针对所述指定 目的地所接收到的每一个数据分组，重计算相应数据分组到达速率、保证共享带宽速率以 及计算的所述概率。 12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述概率公平性电路被配置为基于如下步骤 来计算针对每个数据源的相应数据分组到达速率： 基于来自相应数据源的第一多个最新近数据分组的长度的总和相对于指定数目的最 新近数据分组的到达时间间隔的比率，来计算数据分组到达速率；或者 将数据分组到达速率计算为针对第二多个最新近数据分组所计算的所述比率相对于 施加到该比率的相应历史因子的指数运动平均值。 13.根据权利要求10所述的设备，其中，所述概率公平性电路被配置为基于是否所有 数据分组到达速。
10、率超过所述带宽容量中的可用部分相对于需要分配相应保证共享带宽速 率的数据源的数目的公平共享分派速率或者是否任何数据分组到达速率都小于所述公平 共享分派速率来计算保证共享带宽速率。 14.根据权利要求10所述的设备，其中，所述概率公平性电路被配置为基于如下步骤 丢弃相应数据分组： 生成针对相应数据分组的均匀随机数；并且 判定所述均匀随机数超过计算的所述概率的归一化值。 15.根据权利要求10所述的设备，其中，所述概率公平性电路被配置为基于如下步骤 传送相应数据分组： 生成针对相应数据分组的均匀随机数；并且 判定所述均匀随机数不超过计算的所述概率的归一化值。 16.根据权利要求10所述的设备，其中。
11、，所述概率公平性电路被配置为将计算的所述 概率计算为值1与相应保证共享带宽速率除以相应数据分组到达速率的值中的小者。 17.根据权利要求10所述的设备，其中，所述滤除器电路被配置为： 针对聚合的传送数据分组中的一个，判断相对该个聚合的传送数据分组的相应大小， 是否有足够数目的令牌可用，所述令牌的数目基于与所述带宽容量相关的令牌刷新率；并 且 权 利 要 求 书CN 102668471 A 3/3页 4 如果有足够数目的令牌可用，则传送该个聚合的传送数据分组，如果没有足够数目的 令牌可用，则丢弃该个聚合的传送数据分组，基于此，该个聚合的传送数据分组被处理。 18.根据权利要求10所述的设备，其中。
12、，所述设备被实现为专用集成电路(ASIC)。 19.一种设备，包括 用于基于如下步骤选择性地传送或丢弃数据分组的装置： 计算针对供应去往指定目的地的数据分组的多个数据源中的每个数据源的相应数据 分组到达速率，所述指定目的地在某一机器内并且所述指定目的地具有一定带宽容量； 基于根据相应数据分组到达速率分配所述带宽容量中的相应选择部分来计算针对每 个数据源的保证共享带宽速率； 根据计算的相应数据分组到达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率，选择性地将 来自每个数据源的相应数据分组作为传送数据分组而传送或者丢弃相应数据分组；并且 所述设备还包括用于根据所述指定目的地的带宽容量，对聚合的传送数据分组向。
13、所述 指定目的地的供应进行选择性地滤除的装置，所述聚合的传送数据分组是仅从数据源所供 应的传送数据分组中聚合得到的。 20.一种编码在一个或多个有形介质中供执行的逻辑，该逻辑在被执行可操作以： 计算针对供应去往指定目的地的数据分组的多个数据源中的每个数据源的相应数据 分组到达速率，所述指定目的地在某一机器内并且所述指定目的地具有一定带宽容量； 基于根据相应数据分组到达速率分配所述带宽容量中的相应选择部分来计算针对每 个数据源的保证共享带宽速率； 根据计算的相应数据分组到达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率，选择性地将 来自每个数据源的相应数据分组作为传送数据分组而传送或者丢弃相应数据分组；并。
14、且 根据所述指定目的地的带宽容量，对聚合的传送数据分组向所述指定目的地的供应进 行选择性地滤除，所述聚合的传送数据分组是仅从数据源所供应的传送数据分组中聚合得 到的。 权 利 要 求 书CN 102668471 A 1/8页 5 基于概率性滤除对每个数据源应用最大 - 最小公平性的聚 合策略 技术领域 0001 本公开一般涉及网络交换设备(例如，以太网网络交换设备)中的聚合策略。更 具体地，本公开涉及网络交换设备将来自多个数据源的数据流量聚合到网络交换设备内的 单个目的地的聚合策略。 背景技术 0002 诸如基于以太网的网络交换设备(“交换机”)或者基于跨越以太网的互联网协议 (IP)的网络路。
15、由设备(“路由器”)之类的网络设备需要能够处理从多个数据源(例如，用 户计算机、服务器设备、其他交换机或路由器，等等)同时接收的数据分组。这样的网络设 备需要能够控制数据分组的流入以确保从数据源接收的数据分组不会耗尽网络设备内的 计算资源，例如，产生拥塞情形。 0003 这样的网络设备可基于将输入端口(例如，具有连接到相应数据源的数据链路的 网络交换端口)的输入带宽限制到固定输入带宽来控制来自多个源的数据分组的流入。替 代地，这样的网络设备可为网络设备内的目的地电路实施聚合策略，其中，供应数据分组的 所有数据源的聚合带宽由目的地的容量来限制。 附图说明 0004 参考如下附图，其中，贯穿各附图。
16、中具有相同标号名的元件表示同样的元件，并且 其中： 0005 图1示出根据示例实施例的具有基于应用概率性滤除对每个数据源实施最大-最 小公平性的装置的示例网络机； 0006 图2示出根据示例实施例的由图1中基于应用概率性滤除实施最大-最小公平性 的装置执行的方法； 0007 图3示出根据示例实施例的对数据分组到达速率、保证共享带宽速率以及计算的 数据源的相应数据分组到达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率的示例计算。 具体实施方式 0008 概述 0009 在一个实施例中，一种方法包括：计算针对供应去往指定目的地的数据分组的多 个数据源中的每个数据源的相应数据分组到达速率，指定目的地在某一机器。
17、内并且指定目 的地具有一定带宽容量；基于根据相应数据分组到达速率分配所述带宽容量中的相应选择 部分来计算针对每个数据源的保证共享带宽速率；根据计算的相应数据分组到达速率不超 过相应保证共享带宽速率的概率，选择性地将来自每个数据源的相应数据分组作为传送数 据分组而传送或者丢弃相应数据分组；并且根据指定目的地的带宽容量，对聚合的传送数 据分组向指定目的地的供应进行选择性地滤除，所述聚合的传送数据分组是仅从数据源所 说 明 书CN 102668471 A 2/8页 6 供应的传送数据分组中聚合得到的。 0010 在另一个实施例中，一种设备包括：概率公平性电路和滤除器电路。概率公平性电 路被配置为计算。
18、针对供应去往指定目的地的数据分组的多个数据源中的每个数据源的相 应数据分组到达速率，指定目的地具有一定带宽容量，指定目的地和所述设备实现在某一 机器内。概率公平性电路还被配置为基于根据相应数据分组到达速率分配所述带宽容量中 的相应选择部分来计算针对每个数据源的保证共享带宽速率。概率公平性电路还被配置为 根据计算的相应数据分组到达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率，选择性地将来自 每个数据源的相应数据分组作为传送数据分组而传送或者丢弃相应数据分组。滤除器电路 被配置为根据指定目的地的带宽容量，选择性地对聚合的传送数据分组向所述指定目的地 的供应进行选择性地滤除，所述聚合的传送数据分组是仅从数据。
19、源所供应的传送数据分组 中聚合得到的。 0011 详细描述 0012 具体实施例使能一种设备，该设备被实现在某一机器内，基于对供应去往所述机 器内的指定目的地的数据分组的每个数据源应用概率性滤除来应用最大-最小公平性。由 所述设备响应于从每个数据源接收的相应数据分组所计算的针对相应数据源的概率性滤 除基于针对相应数据源计算的数据分组到达速率和计算的保证共享带宽速率。所述设备根 据计算的相应数据到达速率不超过相应保证共享带宽速率的概率来选择性地传送来自数 据源的数据分组或丢弃数据分组。因此，可根据指定目的地的带宽容量来对传送数据分组 进行滤除。 0013 因此，具体实施例将针对每个数据源的概率性。
20、滤除(基于指定目的地的带宽容量 计算的)与针对聚合的数据分组(这些数据分组是在所有数据源中传送的)的选择性滤除 相结合。因此，具体实施例相对于指定目的地的带宽容量在所有数据源之间提供了公平数 据分组分布。具体实施例因此避免了通过将输入端口固定到固定数据带宽可能发生的“挨 饿(starvation)”的问题，因为示例实施例使得来自一个数据源的数据分组突发被处理的 同时另一数据源相对空闲。 0014 具体实施例还避免了所有数据源之间比例公平性的问题，其中，来自所有数据源 的数据分组被同等地控制为一指定“漏失率”并且侵略性数据源可不公平地利用其他服从 性流的漏失率。例如，假定聚合策略提供2兆比特每秒。
21、(Mb/s)的限额，第一数据源提供 1Mb/s的进入速率的数据分组并且第二数据源提供9Mb/s的进入速率的数据分组，比例公 平性的执行导致第一数据源具有0.2Mb/s的比例进入速率而第二数据源具有1.8Mb/s的比 例进入速率：如果第二数据源不正当地将其流量速率从9Mb/s增大到15Mb/s的话，得到的 比率公平性将第一数据源的比例进入速率降低到0.625Mb/s，而第二数据源不公平地获得 了1.875Mb/s的比例进入速率。如上所述，示例实施例的概率性滤除确保在本示例中相对 于2Mb/s的带宽容量来说两个数据源都获得1Mb/s的保证共享带宽速率，从而某一侵略性 节点不能不公平地从另一数据源获。
22、取保证共享带宽速率。 0015 图1是示出根据示例实施例的具有用于控制来自数据源14(例如，14a、14b、14c、 14d)的数据分组向指定目的地(例如，18a或18b)的供应的装置12的示例网络设备(即， 网络机)10的示图。网络设备10是一种物理机，其可被配置为经由耦合到装置12的数据 链路16执行与其他物理机14(例如，客户端通信设备、服务器计算设备、防火墙计算设备、 说 明 书CN 102668471 A 3/8页 7 路由器、交换机，等等)的通信。因此，网络设备10可以是经由数据链路16执行网络通信 的网络使能机。网络设备10的示例为按照在此所述修改的在市场上可获得的Cisco N。
23、exus 7000系列的模块交换系统。 0016 装置12(被实现为例如网络交换设备10中的网络线路卡12或者计算设备10中 的专用集成电路(ASIC)12)被配置为基于对供应去往该机器10内的指定目的地18a或18b 的数据分组的每个数据源14应用概率性滤除来应用最大-最小公平性。依赖于实现方式， 如果装置12被实现为具有用于接收数据分组形式的缓冲数据的输出引线22和多个输入引 线20的ASIC的话，相关目的地可被实现为在装置12上实现的目的地电路(例如，管理逻 辑电路)18a；替代地，如果装置12被实现为具有多个输出端口22和多个输入交换端口20 的网络线路卡12的话，相关目的地可被实现为。
24、如可从市场上可获得的Cisco Nexus 7000 系列模块交换系统那样的监控线路卡18b，其中，目的地电路18a可包括用于将数据输出到 数据端口22以递送到管理卡18b的电路。 0017 装置12包括输入数据源20，输入数据源20例如被实现为输入网络交换机端口或 ASIC引线并且用作用于装置12的数据源。装置12还包括概率公平性电路24、滤除器电路 26和可选的目的地电路18a，以用于由数据源20供应并且最初是由外部数据源14供应的 数据分组。 0018 概率公平性电路24被配置为接收来自各数据源20/14的数据分组28。概率公平 性电路24例如被实现为网络交换机内的交换电路的部分，可被配。
25、置为识别来自给定数据 源20(图示为数据源i，具有“i1至N”的值，其中“N”是供应数据分组28的活动数据源 的数目)的相应数据分组28的到达。概率公平性电路24被配置为根据计算的概率来选择 性地将来自每个数据源20的相应数据分组28作为传送数据分组30而传送或者丢弃相应 数据分组28。如图2和图3中所示，计算的概率被示为传送概率“h i (t)”32，其中，值“t” 对应于数据源“i”20供应的数据分组28被概率公平性电路接收的时隙。来自数据源(例 如i1)的相应传送数据分组30(例如30a)被与来自仅仅另一数据源(例如i3)的 传送数据分组(例如30b)聚合，从而导致聚合的传送数据分组34。
26、的供应，该聚合的传送数 据分组34被供应到滤除器电路26。下面将参考图2和图3来更详细地描述概率公平性电 路24。 0019 滤除器电路26可被配置为根据指定目的地的带宽容量“C”选择性地将聚合的传 送数据分组34的供应滤除成经滤除的流96，经滤处的流96被输出到指定目的地18。如针 对图2所描述的，滤除器电路26可使用令牌桶滤除来实现，其中，令牌桶滤除通过添加令牌 的长期平均速率“r”(即，令牌刷新速率)来定义，突发大小“b”目的地18可在任意给定时 间(例如，令牌深度)进行处理，并且可用于发送数据分组的最大速率“p”也被称为峰值发 送速率或端口速度。 0020 因此，概率公平性电路24基于。
27、对供应去往指定目的地18的数据分组的每个数据 源20应用概率性过滤除来确保来自多个源20/14的数据分组28被公平地传送，并且滤除 器电路26确保聚合的传送数据分组34的供应根据指定目的地18a的带宽容量C被选择性 地滤除。 0021 在网络设备10中实现的所公开的电路18、24、26中的任一个可以多种形式实现。 所公开的电路18、24、26的示例实现方式包括按照诸如可编程逻辑阵列(PLA)、场可编程门 说 明 书CN 102668471 A 4/8页 8 阵列(FPGA)之类的逻辑阵列实现的或者通过诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路的掩膜 编程实现的硬件逻辑。电路18、24、26中的每个。
28、可使用多处理器系统(例如，在单个计算机 系统内具有并行操作的多个中央处理单元(CPU)或单个CPU来实现。这些电路中的任何 一个可使用基于软件的可执行资源来实现，这样的资源由诸如微处理器电路(未示出)之 类的相应内部处理器电路执行，其中，在内部存储器电路中所存储的可执行代码的执行使 得处理器电路将应用状态变量存储在处理器存储器中，创建了执行在此所述的电路的操作 的可执行应用资源(例如，应用实例)。因此，在本说明书中术语“电路”的使用指包括用 于执行所述操作的逻辑的基于硬件的电路或包括用于由处理器电路对可执行代码的执行 而修改的应用状态数据和应用变量的存储的处理器存储器的预留部分的基于软件的电路。
29、。 存储器电路可被实现在18、24、26中任一个中，例如，使用诸如可编程只读存储器(PROM)或 EPROM的非易失性存储器和/或诸如DRAM的易失性存储器等。 0022 此外，对“输出数据分组(或类似术语)”的任何提及可基于在所公开的装置中 (例如，在发送缓存器中)的有形存储器介质中以数据结构的形式并存储此数据结构而创 建数据分组来实现。对“输出数据分组(或类似术语)”的任何提及还可包括经由通信介 质(例如有线链路或无线链路，按照适当方式)将在有形存储介质中所存储的数据分组电 发送(例如，经由有线电流或无线电场，按照适当方式)到另一网络节点(光发送也可被使 用，按照适当方式)。类似地，对“接。
30、收数据分组(或类似术语)”的任何提及可基于所公开 的装置检测通信介质上对数据分组的电(或光)发送并且将所检测到的发送作为数据结构 存储在所公开的装置中(例如，接收缓存器中)的有形存储器介质上来实现。还应注意，存 储器电路24可被处理器电路22动态地运行，例如基于处理器电路22所执行的存储器地址 分配和分区。 0023 图2示出根据示例实施例的由图1中的基于应用概率性滤波实施最大-最小公平 性的装置12执行的方法。图3示出根据示例实施例的概率公平性电路24对数据分组到达 速率、保证共享带宽速率以及计算的概率的示例计算。图2和图3中描述的步骤可被实现为 存储在计算机或机器可读存储介质(例如，软盘、。
31、硬盘、ROM、EEPROM、非易失性RAM、CD-ROM 等)上的可执行代码，这些步骤基于处理器电路(例如，CPU或多处理器系统)执行代码来 完成；在此所描述的步骤还可被实现为可执行逻辑，此可执行逻辑被编码在一个或多个供 执行的有形介质中(例如，可编程逻辑阵列或设备、场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、专 用集成电路等)。 0024 参考图2，概率公平性电路24被配置为在步骤40中基于在内部表存储器中创建 分组到达事件条目来记录给定事件k时来自源20的相应数据分组28的到达：分组到达事 件条目可指定供应数据分组28的数据源“i”的值、数据分组的到达时间“k”以及分组长度 “p i (k)”。对“p。
32、 i (k)”的提及在此还被用于识别在相应时隙“k”从相应数据源“i”20接收 的特定接收分组28。如在步骤40中所图示，概率公平性电路24可使用移动技术将通过数 据源“i”20索引的分组到达事件条目存储到双端口存储器，其中，表存储器可存储来自给 定数据源数据源“i”20的“M”个最新近的数据分组，最新近的分组到达事件条目被添加在 表存储器的第一端，并且最旧的分组到达事件条目被推到表存储器的另一端。因此，用于所 接收的数据分组“p i (k)”的参数“k”还可对应于分组序列号“j”，其中1jM|。因此， 新的数据分组28总是具有序列号“M”，并且当新分组到达时，每个现有分组条目的分组序 说 明。
33、 书CN 102668471 A 5/8页 9 列号“j”减小1。 0025 概率公平性电路24还可使用各种手段，例如基于指定硬件接口、由网络交换机端 口20添加到数据分组28的指定源标识符等，来识别每个数据分组的源。因此，优选地，概 率公平性电路24可不同于交换电路。 0026 如图2和图3中所示，概率公平性电路24被配置为在步骤42中针对每个数据源 “i”重计算相应数据分组到达速率“a i (t)”44、保证共享带宽速率“f i (t)”46以及计算的相 应数据分组到达速率44不超过相应保证共享带宽速率46的概率。此计算的概率也被称为 传送概率速率“h i (t)”32。 0027 参考图。
34、3，概率公平性电路24被配置为基于从每个数据源“i”20撷取“M”个最新 近分组到达事件条目来计算针对相应数据源“i”20的数据分组到达速率“a i (t)”44。如在 步骤50中所示，概率公平性电路24可基于两种替代方法中的一种方法来计算数据分组到 达速率44。 0028 在一种方法中，概率公平性电路24可基于计算来自相应数据源“i”的“M”个最 新近数据分组28的长度“p i j (k)”的和52相对到达时间间隔“T(i，M)-T(i，0)”54的比率 来计算数据分组到达速率44。值“T(i，M)”表示来自相应数据源“i”的最新 近数据分组的到达时间，并且值“T(i，0)”表示来自相应数据。
35、源“i”的第“M”个最旧数据分 组的到达时间。在本示例中，基于比率的数据分组到达速率44使得来自相应 数据源“i”的每个最后的第“M”个所接收的数据分组28能够为数据分组到达速率44提供 同等贡献。 0029 概率公平性电路24还可将数据分组到达速率44计算为针对另外的数个(例如M 2)最新近数据分组(在图3中示为两个最新近数据分组)计算的比率44的指数移动 平均值56。具体地，假定估计开始于时间t0，并且假定被分析的连续数据分组的数目为 M2，则数据分组到达速率“a i (t)”44根据历史因子“” 58被计算，其中，0B1|。 因此，历史因子“” 58的相对较大值为先前的估计提供较大权重，。
36、并且通过滤除噪声而稳 定了估计；较小的历史因子“” 58对近来的估计改变提供较大响应，从而在计算的数据分 组到达速率44中提供更大灵敏度。 0030 概率公平性电路24还被配置为响应于每个所接收的数据分组28针对所有源重计 算保证共享带宽速率“f i (t)”46，也被称为公平速率“f i (t)”46。具体地，概率公平性电路 24可在步骤60中使用公平共享分派速率“FS”为未被分配的源“i”计算保证共享带宽速率 “f i (t)”46：“C”为指定目的地18的带宽容量，并且“C a ”为已被分配给其他数据源“i”的 已分派带宽。因此，概率公平性电路24可基于在步骤64中计算带宽容量“C”中的。
37、可用部 分“C-C a ”66相对仍需要分配相应保证共享带宽速率46的数据源的数目“S”来计算保证共 享带宽62。 0031 在步骤64中计算了带宽容量的可用部分相对未被分配的源“i”20的数目“S”的公 平共享分派速率“FS”62之后，概率公平性电路24可在步骤70中判断针对当前分析下的源 的数据分组到达速率“a i (t)”44是否小于或等于公平共享分派速率“FS”62，然后针对该相 应源“i”的保证共享带宽速率“f i (t)”46被设定为等于相应数据分组到达速率“a i (t)”44， 并且未被分配的源的数目“S”被递减并且可用部分“C-Ca”66利用新被分派的源的数据分 组到达速率“。
38、a i (t)”44而被更新。 说 明 书CN 102668471 A 6/8页 10 0032 概率公平性电路24针对所有源“i”重复步骤72中的处理。然而，注意，如果步骤 70和72中没有相应数据分组到达速率“a i (t)”44小于或等于公平共享分派速率“FS”62 的源“i”，则概率性公平电路24可在步骤74中将针对所有数据源的保证共享带宽速率 “f i (t)”46都设定为等于公平共享分派速率“FS”62。 0033 概率性公平电路24还可在步骤76中为每个相应数据源“i”20计算传送概率速率 “h i (t)”32。如图3中所示，计算的概率32被计算为值1与相应保证共享带宽速率“f。
39、 i (t)”46 除以相应数据分组到达速率“a i (t)”44的值中的小者。表达“maxA，a i (t)|”用于确保除 法不使用零值进行。 0034 因此，概率性公平电路24响应于指定目的地18接收到的每个数据分组28针对所 有源“i”重计算相应数据分组到达速率“a i (t)”44、保证共享带宽速率“f i (t)”46和传送 概率速率“h i (t)”32。因此，图2的步骤42中的针对所有数据源“i”的相应数据分组到达 速率“a i (t)”44、保证共享带宽速率“f i (t)”46和传送概率速率“h i (t)”32的值可作为针 对所有数据源“i”的各自矢量A(t)、F(t)、H。
40、(t)被存储在表存储器中。 0035 参考图2，概率公平性电路24在利用数据分组到达速率矢量A(t)、保证共享带宽 速率矢量F(t)和传送概率速率矢量H(t)更新了其内部表存储器之后，可基于在步骤80中 针对每个源“i”20生成相应的均匀(uniformly)随机数(U_RNDi)82，例如32比特的数，来 针对每个所接收的数据分组执行传送概率测试。均匀随机数82特征在于其跨越其整个范 围具有均匀概率分布，从而该范围0-2 32 内的每个值被选作均匀随机数具有相同概率。概 率公平性电路24在步骤84中计算归一化(normalized)的传送概率值“Hh i (t)”86，其将 传送概率速率“h。
41、 i (t)”32从介于0和1之间的值转化为32比特的值。 0036 概率公平性电路24在步骤88中基于判断相应数据分组的均匀随机数(U_RNDi)82 是否超过归一化的传送概率值“Hh i (t)”86来执行传送概率测试：如果概率公平性电路24 在步骤88中判定针对相应数据分组“p i (k)”28的均匀随机数(U_RNDi)82超过归一化的传 送概率值“Hh i (t)”86，则概率公平性电路24在步骤90中丢弃由相应源“i”20供应的相应 数据分组“p i (k)”28。然而，如果概率公平性电路24在步骤88中判定针对相应数据分组 “pi(k)”28的均匀随机数(U_RNDi)82不超过。
42、归一化的传送概率值“Hh i (t)”86，则概率公 平性电路28在步骤92中将相应数据分组“pi(k)”28作为传送数据分组30(例如，图1的 30a)传送，以与来自另一数据源“i”20的传送数据分组30聚合。 0037 从前述说明中很明显，概率公平性电路24可被配置为根据计算的相应数据分组 到达速率“a i (t)”44不超过保证共享带宽速率“f i (t)”46的概率32来选择性地将来自每个 数据源“i”20的相应数据分组“p i (k)”28作为传送数据分组30传送或者丢弃相应数据分 组“Pi(k)”28。因此，概率公平性电路24可基于针对每个源“i”20的相应数据分组到达速 率“a 。
43、i (t)”44的改变不断地调整保证共享带宽速率“f i (t)”46和传送概率速率“h i (t)”32； 因此，比较活动的数据源(例如，14b)可从相对不活动的其他数据源(例如，14c)“借用”带 宽，而无需不公平地从需要分派的带宽的其他数据源(例如，14d)“偷用”带宽。因此，基于 每个分组的概率性滤除允许对脉冲流量进行调节，同时保证多个数据源“i”20之间的公平 性。 0038 概率公平性电路24(和/或某种其他电路)可在步骤94中将所有传送数据分组 30聚合成聚合的传送数据分组34以供应到滤除器电路26。 说 明 书CN 102668471 A 10 7/8页 11 0039 滤除器。
44、电路26可被配置为根据指定目的地的带宽容量C选择性地对聚合的传送 数据分组34(聚合的传送数据分组34是仅从数据源20所供应的并被概率公平性电路24 传送的传送数据分组30中聚合得到的)的供应进行滤除并将经滤除的数据分组流96输出 到指定的目的地18。如图2中所示，滤除器电路26可被配置为针对聚合的传送数据分组 (例如，30a)判断对于相应数据分组的相应大小“p i (k)”是否有足够数目的令牌(T)可用， 其中，此令牌的数目基于与带宽容量C有关的令牌刷新率“r”。如果足够数目的令牌(T)可 用，滤除器电路26基于在步骤100中将一个聚合的传送数据分组传送到输出流96来处理 聚合的传送数据分组。
45、p i (k)30。然而，如果在步骤98中没有足够数目的令牌(T)可用，则滤 除器电路26在步骤102中丢弃数据分组。 0040 根据示例实施例，最大-最小公平性可使用针对机器(例如被实现为计算设备) 内的目的地的聚合策略的概率性方法来实现。在示例实施例中，平均漏失率R(t)将近似等 于最大-最小公平速率F(t)。因此，最大-最小公平性可被实现用于线卡中的聚合策略，而 无需对单个流队列维护。考虑下面的基本原理。假定在时间间隔t期间具有长度L的W 个分组来自源“i”，并且针对源“i”的最大-最小公平速率为f i (t)。在大多数不丢失的情 况下，作为传送概率测试结果，针对任何分组z，假定从样本空。
46、间DROP0，PASS1生 成了随机数d i (t)。则d i (t)遵循以W和h i (t)为参数的标准二项式分布。基于二项式分 布的特性，d i (t)的扩展为Ed i (z)h i (t)。假定在时间间隔t期间数据分组到达速率 a i (t)以及最大-最小公平速率f i (t)没有很大改变或保持常数。在满足f i (t)a i (t)的 情况中，漏失率r i (t)为： 0041 0042 而 0043 (其基于短时间间隔中的所有假定而成立)并且h i (t)f i (t)/a i (t)|。 0044 因此，平均漏失率为： 0045 0046 说 明 书CN 102668471 A 1。
47、1 8/8页 12 0047 因此，针对源“i”的平均漏失率r i (t)等于其短时间间隔t期间的最大-最小 公平速率f i (t)。 0048 虽然根据网络交换设备的线路卡中的装置12图示说明了示例实施例，但是示例 实施例也可被实现在从多个数据源接收数据的其他计算设备中。 0049 虽然已经结合被认为是用于执行所附权利要求中指定的主题的最佳模式而呈现 的内容描述了本公开的示例实施例，但是应理解，示例实施例仅是说明性的，并且不对所附 权利要求中所指定的主题进行限制。 说 明 书CN 102668471 A 12 1/3页 13 图1 说 明 书 附 图CN 102668471 A 13 2/3页 14 图2 说 明 书 附 图CN 102668471 A 14 3/3页 15 图3 说 明 书 附 图CN 102668471 A 15 。