CN101374112B - 一种报文发送方法、***和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种报文发送方法、***和装置，所述报文发送方法包括：根据发送端设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载；在需要发送事件报文时，如果确定所述存储转发设备空载，则向所述存储转发设备发送所述事件报文。本发明实施例实现了在确定存储转发设备空载之后发送事件报文，可以准确确定传输延迟，进而可以实现精确时间同步。

Description

一种报文发送方法、***和装置 

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种报文发送方法、***和装置。 

背景技术

以太网以其高带宽、低成本的优势越来越成为各个应用领域主要的组网方式。无线基站的回传线路是典型应用之一。传统的无线基站一般通过4条或以上E1/T1线路向基站控制器回传业务数据，但随着非话音业务特别是IP(Internet Protocol，因特网协议)业务的快速增长，带宽越来越成为业务发展的瓶颈。为了解决这个问题，基站的回传线路逐渐开始向以太网发展，目前较多的应用采用100M以太网光口作为回传接口，以太网光口具有带宽大、传输距离远的特点，可以很好的满足基站的应用。 

同时在IP RAN(Radio Access Network，无线接入网)承载设备上，如何提供更高密度的以太网接口来降低每端口成本也是各设备厂家需要解决的问题，基于当前的连接器技术，在设备上直接出以太网光接口的密度远不如出以太网电接口的密度，为了降低成本，一般是在设备上出高密度的以太网电接口，然后通过成本较低的外置光纤收发器来实现电介质到光介质的转换。 

光纤收发器有两种工作方式，一种工作在物理层，按比特流方式转换数据，延迟较小且固定，不能进行速率协商，一般固定速率为100M；一种工作在链路层，按照存储转发的方式工作，支持电口速率协商和过滤错包功能；当前主流的光纤收发器均工作在链路层。 

时钟同步技术也是无线基站需要解决的问题，根据无线通信制式的不同，对于时钟同步的要求也不同。一般来讲，时钟同步分为两种：一种是频率同步，一种是相位同步(也称为时间同步)。 

实现时钟同步特别是频率同步的传统技术种类繁多，可以通过物理线路 传递时钟，也可以通过包技术传递时钟。但是实现相位同步的传统技术相对比较单一，一般通过GPS(Global Positioning System，全球定位***)等卫星授时技术实现无线基站之间的相位同步，但GPS接收对于天线安装条件要求较高，安装成本也比较高。 

随着1588v2技术标准的确定，通过以太网线路实现高精度的时间传递成为可能，可以用较低的成本实现基站之间的频率同步和相位同步。 

1588v2是一种包时钟技术，通过在节点之间交换一系列事件报文，并对这些事件报文在尽可能靠近物理线路的地方实现精确时戳，总结起来，1588v2实现节点之间时间同步的两个前提是：(1)线路的传输时延固定；(2)线路的传输时延双向对称。 

然而，工作在链路层的光纤收发器由于使用存储转发机制，在转发过程中由于当前存储待发或正在发送的包的大小未知，因此，无法预知随后的1588事件报文何时才够发出，从而引入了不固定的传输时延，也无法保证时延双向对称，1588时间同步的两个前提无法满足，在这种应用情况下直接采用传统的接口收发方式无法完成时间的同步。 

发明内容

本发明实施例提供一种报文发送方法、***和装置，以实现在确定存储转发设备空载之后发送事件报文，准确确定传输延迟。 

为达到上述目的，本发明实施例一方面提供一种报文发送方法，包括： 

根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载；所述空载为转发时出端口没有被其它报文占据；所述存储转发设备为两个端口收发速率相同且对相同包长具有固定转发时延的存储转发设备； 

在需要发送事件报文时，如果确定所述存储转发设备空载，则向所述存储转发设备发送所述事件报文。 

另一方面，本发明实施例还提供一种报文发送***，包括发送端设备和存储转发设备， 

所述存储转发设备，用于发送来自所述发送端设备的数据包； 

所述发送端设备，用于根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定所述存储转 发设备是否空载，在需要发送事件报文时，如果确定所述存储转发设备空载，则向所述存储转发设备发送所述事件报文；所述空载为转发时出端口没有被其它报文占据；所述存储转发设备为两个端口收发速率相同且对相同包长具有固定转发时延的存储转发设备。 

再一方面，本发明实施例还提供一种发送端设备，包括： 

确定模块，用于根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载；所述空载为转发时出端口没有被其它报文占据；所述存储转发设备为两个端口收发速率相同且对相同包长具有固定转发时延的存储转发设备； 

发送模块，用于在需要发送事件报文时，如果所述确定模块确定所述存储转发设备空载，则向所述存储转发设备发送所述事件报文。 

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：通过本发明实施例，发送端设备根据该发送端设备数据包的发送情况，确定存储转发设备是否空载，在发送端设备需要发送事件报文时，如果确定该存储转发设备空载，则向该存储转发设备发送事件报文。从而实现了在确定存储转发设备空载之后发送事件报文，可以准确确定传输延迟，进而可以实现精确时间同步。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例一种报文发送方法的流程图； 

图2为本发明实施例另一种报文发送方法的流程图； 

图3为本发明实施例再一种报文发送方法的流程图； 

图4为本发明实施例报文发送***的结构图； 

图5为本发明实施例一种发送端设备的结构图； 

图6为本发明实施例另一种发送端设备的结构图； 

图7为本发明实施例再一种发送端设备的结构图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

对于存储转发设备例如光纤收发器，一般为双端口设备，在两端端口速率相同并且存储转发设备空载(转发时出端口没有被其它报文占据)时，转发延迟很小(<5μs)，而且对于同样大小的报文转发延迟是基本固定和对称的(ns级)，但在有缓存的情况下转发延迟就无法确定了，最坏情况下，假设有一个10KB左右的大包等待发送，在100M速率下这个延迟可达800μs。本发明实施例提供一种报文发送方法，实现了在确定存储转发设备空载之后发送事件报文，可以准确确定传输延迟，进而可以实现精确时间同步。 

如图1所示，为本发明实施例一种报文发送方法的流程图，包括： 

步骤S101，根据发送端设备数据包的发送情况，确定发送来自该发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载。 

按照存储转发的原理，存储转发设备收下一个完整的包后，通过一个固定的转发处理延迟，报文将被开始发送。在存储转发设备两端速率相同的情况下，在某一时刻，当前存储转发设备内部缓冲的最大字节数等于接收的历史最大包长度加上固定的转发处理延迟在当前速率下对应的等效字节数。 

在一种实现方式中，发送端设备根据该发送端设备以太网端口数据包的发送情况可以获得存储转发设备数据包的接收情况，同时根据存储转发设备的发送速率可以获得存储转发设备数据包的发送情况，再结合存储转发机制导致的在存储转发设备内部缓冲区产生的滞留情况，可以确定存储转发设备是否空载。具体地，发送端设备统计该发送端设备在预定的定时间隔内发送的总字节数，并根据该存储转发设备的发送速率确定该存储转发设备在上述定时间隔内发送的总字节数，在定时间隔到时后，将发送端设备发送的总字节数和该存储转发设备发送的总字节数的差值，与需要发送的事件报文的长度进行比较。如果需要发送的事件报文的长度大于或等于上述差值与预设的误差字节数之和，则确定该存储转发设备空载。由于存储转发机制会导致数据包在存储转发设备内部缓冲区产生滞留，因此在比较需要发送的事件报文 的长度与上述差值时需设置一定的余量。该误差字节数就是为确保空载，在比较需要发送的事件报文的长度与上述差值时预设的余量，该误差字节数为正整数。 

在另一种实现方式中，发送端设备设置发送包计数器，在该发送端设备每发送一个数据包时，该发送包计数器按照预定的时钟频率从零开始计数，当数据包发送结束时，发送包计数器停止计数。并设置令牌桶计数器，在该发送包计数器停止计数时，该令牌桶计数器累加发送包计数器在每个数据包发送结束时的计数值，并按照上述预定的时钟频率进行递减计数。当该令牌桶计数器的计数值递减为零时，确定存储转发设备空载。 

步骤S102，在需要发送事件报文时，如果确定存储转发设备空载，则向该存储转发设备发送该事件报文。 

发送端设备在发送事件报文时，例如发送1588事件报文时，查询存储转发设备是否空载，如果确定该存储转发设备空载，则发送该事件报文。 

在上述报文发送方法中，发送端设备根据该发送端设备数据包的发送情况，确定存储转发设备是否空载，在发送端设备需要发送事件报文时，如果确定该存储转发设备空载，则发送事件报文，从而可以准确确定传输延迟，实现精确时间同步。 

本发明实施例在支持1588v2功能的以太网端口上实现精确时间同步，可采用FPGA(Field Programmable Gates Array，现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)或其它方法实现。在本发明以下实施例的描述中，以存储转发设备为光纤收发器为例进行说明。 

如图2所示，为本发明实施例另一种报文发送方法的流程图，具体包括： 

步骤S201，初始化发送端设备的寄存器。具体可以为： 

a)设一个令牌桶寄存器TOKEN，初值为0； 

b)设一个单位时间间隔定时器DeltaT，建议取值不大于一个64字节包的发送时间，例如：光纤收发器的速率为100M时，建议取值2μs； 

c)设一个单位时间发送字节数寄存器OB，OB等于当前发送速率下光纤收发器端口在DeltaT时间内应发送的字节数，例如：100M速率下，当DeltaT 取值2μs时，OB对应为25字节。 

步骤S202，等待直到发送端设备的以太网端口发送数据包，数据包的长度为IB，数据包发送结束，DeltaT开始计时，这时TOKEN＝IB。 

步骤S203，以太网端口每发送完一个数据包，在令牌桶中增加该数据包的字节数IB，即TOKEN＝TOKEN+IB。 

步骤S204，在DeltaT的定时间隔到达后，DeltaT恢复为初始值并开始新的定时，同时在令牌桶中进行以下计算：TOKEN＝TOKEN-OB。如果这时的TOKEN≤0，则执行步骤S205。 

步骤S205，对TOKEN清0，DeltaT停止定时并恢复初始值，转为执行步骤S202。 

在发送端设备准备开始发送1588事件报文时，将1588事件报文的长度与TOKEN进行比较，设1588事件报文的长度为LT。 

如果LT≥TOKEN+PROB，则发送端设备确定光纤收发器空载，可以发送1588事件报文，否则等待直到光纤收发器空载。其中，PROB为误差字节数，由于存储转发机制会导致数据包在存储转发设备内部缓冲区产生滞留，因此在比较需要发送的事件报文的长度与上述差值时需设置一定的余量，该余量设为PROB，PROB≥0。 

上述报文发送方法，发送端设备根据发送端设备发送的总字节数和光纤收发器在当前发送速率下发送的总字节数的差值，与需要发送的1588事件报文的长度确定该光纤收发器是否空载，发送端设备需要发送1588事件报文时，在确定该光纤收发器空载之后，发送1588事件报文。从而实现了在确定光纤收发器空载之后发送1588事件报文，可以准确确定传输延迟，进而可以实现精确时间同步。 

如图3所示，为本发明实施例再一种报文发送方法的流程图，具体包括： 

步骤S301，初始化发送端设备的寄存器。 

设一个全局工作时钟CLK，时钟频率可以设为当前端口工作速率，例如：100M光纤收发器的CLK频率可设为100MHZ，下面的各种计数器都按这个时钟节拍进行工作。

设一个令牌桶计数器TOKENC，初值为0； 

设一个发送包计数器IC，初值为0； 

设一个光纤收发器空载指示位BUSYB，初值为0，表示空载。 

步骤S302，等待直到发送端设备的以太网端口发送数据包，数据包发送开始时，IC＝0，然后IC开始进行步进为1的递加计数。数据包发送结束，IC停止计数并做以下操作： 

TOKENC＝IC； 

BUSYB＝1； 

TOKENC开始按CLK的频率进行步进为1的递减计数。 

后续以太网端口每发送一个数据包，发送包计数器IC开始计时，初始IC＝0，然后IC进行步进为1的递加计数直到数据包发送结束。数据包发送结束，IC停止计数并做以下操作： 

TOKENC＝TOKENC+IC； 

BUSYB＝1； 

TOKENC开始按CLK的频率进行步进为1的递减计数。 

步骤S303，TOKENC在递减计数时，如果TOKENC递减到0，则进行以下操作： 

TOKENC停止递减计数，并将BUSYB置0，转为执行步骤S302。 

在发送端设备准备开始发送1588事件报文时，检查BUSYB，如果BUSYB为0，则该发送端设备的确定光纤收发器空载，可以开始发送1588事件报文；否则等待直到光纤收发器空载。 

上述报文发送方法，发送端设备在确定光纤收发器空载之后，发送1588事件报文。从而实现了在确定光纤收发器空载之后发送1588事件报文，可以准确确定传输延迟，进而可以实现精确时间同步。 

本发明实施例不仅适用于光纤收发器，其它任何两个端口收发速率相同且对相同包长具有固定转发时延的存储转发设备均可适用。 

如果不确定光纤收发器是否空载，直接等待一个最大时间，再发送1588事件报文，则将会固定引入较大的发送延迟，在实现频率同步的情况下需要 以较快的频率发送1588事件报文，则会严重引起线路性能的降低。 

如图4所示，为本发明实施例报文发送***的结构图，包括存储转发设备41和发送端设备42， 

存储转发设备41，用于发送来自发送端设备42的数据包； 

发送端设备42，用于根据发送端设备42数据包的发送情况，确定存储转发设备41是否空载，在需要发送事件报文时，如果确定存储转发设备41空载，则向存储转发设备41发送该事件报文。 

上述报文发送***，发送端设备42根据该发送端设备42数据包的发送情况，确定存储转发设备41是否空载，在发送端设备42需要发送事件报文时，如果确定该存储转发设备41空载，则发送事件报文。从而实现了在确定存储转发设备41空载之后发送事件报文，可以准确确定传输延迟，进而可以实现精确时间同步。 

如图5所示，为本发明实施例发送端设备的结构图，包括： 

确定模块421，用于根据发送端设备42数据包的发送情况，确定发送来自发送端设备42的数据包的存储转发设备41是否空载； 

发送模块422，用于在需要发送事件报文时，如果确定模块421确定存储转发设备41空载，则向存储转发设备41发送该事件报文。 

如图6所示，确定模块421可以包括： 

统计子模块4211，用于统计发送端设备42在预定的定时间隔内发送的总字节数； 

第一确定子模块4212，用于根据存储转发设备41的发送速率确定存储转发设备41在上述定时间隔内发送的总字节数； 

比较子模块4213，用于在定时间隔到时后，将统计子模块4211统计的发送端设备42发送的总字节数和第一确定子模块4212确定的存储转发设备41发送的总字节数的差值，与需要发送的事件报文的长度进行比较； 

第二确定子模块4214，用于在比较子模块4213确定需要发送的事件报文的长度大于或等于该差值与预设的误差字节数之和后，确定存储转发设备41空载。

如图7所示，确定模块421可以包括： 

第一设置子模块4215，用于设置发送包计数器，在发送端设备42每发送一个数据包时，该发送包计数器按照预定的时钟频率从零开始计数，当数据包发送结束时，该发送包计数器停止计数； 

第二设置子模块4216，用于设置令牌桶计数器，在第一设置子模块4215设置的发送包计数器停止计数时，该令牌桶计数器累加发送包计数器在每个数据包发送结束时的计数值，并按照预定的时钟频率进行递减计数； 

第三确定子模块4217，用于当第二设置子模块4216设置的令牌桶计数器的计数值递减为零时，确定存储转发设备41空载。 

上述发送端设备42，确定模块421确定存储转发设备41是否空载，发送模块422在需要发送事件报文时，在确定模块421确定存储转发设备41空载之后，发送模块422发送该事件报文。从而实现了在确定存储转发设备41空载之后发送事件报文，可以准确确定传输延迟，进而可以实现精确时间同步。 

上述模块可以分布于一个装置，也可以分布于多个装置。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。 

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。 

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。 

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。 

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种报文发送方法，其特征在于，包括：

根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载；所述空载为转发时出端口没有被其它报文占据；所述存储转发设备为两个端口收发速率相同且对相同包长具有固定转发时延的存储转发设备；

在需要发送事件报文时，如果确定所述存储转发设备空载，则向所述存储转发设备发送所述事件报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载具体包括：

根据所述存储转发设备的发送速率，确定所述存储转发设备数据包的发送情况；

根据所述发送端设备数据包的发送情况和所述存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述发送端设备数据包的发送情况和所述存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载包括：

统计所述发送端设备在预定的定时间隔内发送的总字节数，并根据所述存储转发设备的发送速率确定所述存储转发设备在所述定时间隔内发送的总字节数；

在所述定时间隔到时后，将所述发送端设备发送的总字节数和所述存储转发设备发送的总字节数的差值，与需要发送的事件报文的长度进行比较；

如果所述需要发送的事件报文的长度大于或等于所述差值与预设的误差字节数之和，则确定所述存储转发设备空载。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载具体包括：

设置发送包计数器，在所述发送端设备每发送一个数据包时，所述发送包计数器按照预定的时钟频率从零开始计数，每个数据包发送结束时，所述发送包计数器停止计数；

设置令牌桶计数器，在所述发送包计数器停止计数时，所述令牌桶计数器累加所述发送包计数器在每个数据包发送结束时的计数值，并按照预定的时钟频率进行递减计数；

当所述令牌桶计数器的计数值递减为零时，确定所述存储转发设备空载。

5.一种报文发送***，其特征在于，包括发送端设备和存储转发设备，

所述存储转发设备，用于发送来自所述发送端设备的数据包；

所述发送端设备，用于根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定所述存储转发设备是否空载，在需要发送事件报文时，如果确定所述存储转发设备空载，则向所述存储转发设备发送所述事件报文；所述空载为转发时出端口没有被其它报文占据；所述存储转发设备为两个端口收发速率相同且对相同包长具有固定转发时延的存储转发设备。

6.一种发送端设备，其特征在于，包括：

确定模块，用于根据发送端设备数据包的发送情况以及由存储转发设备的发送速率确定的存储转发设备数据包的发送情况，确定发送来自所述发送端设备的数据包的存储转发设备是否空载；所述空载为转发时出端口没有被其它报文占据；所述存储转发设备为两个端口收发速率相同且对相同包长具有固定转发时延的存储转发设备；

发送模块，用于在需要发送事件报文时，如果所述确定模块确定所述存储转发设备空载，则向所述存储转发设备发送所述事件报文。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述确定模块包括：

统计子模块，用于统计所述发送端设备在预定的定时间隔内发送的总字节数；

第一确定子模块，用于根据所述存储转发设备的发送速率确定所述存储转发设备在所述定时间隔内发送的总字节数；

比较子模块，用于在所述定时间隔到时后，将所述统计子模块统计的发送端设备发送的总字节数和所述第一确定子模块确定的存储转发设备发送的总字节数的差值，与需要发送的事件报文的长度进行比较；

第二确定子模块，用于在所述比较子模块确定所述需要发送的事件报文的长度大于或等于所述差值与预设的误差字节数之和后，确定所述存储转发设备空载。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述确定模块包括：

第一设置子模块，用于设置发送包计数器，在所述发送端设备每发送一个数据包时，所述发送包计数器按照预定的时钟频率从零开始计数，每个数据包发送结束时，所述发送包计数器停止计数；

第二设置子模块，用于设置令牌桶计数器，在所述第一设置子模块设置的发送包计数器停止计数时，所述令牌桶计数器累加所述发送包计数器在每个数据包发送结束时的计数值，并按照所述预定的时钟频率进行递减计数；

第三确定子模块，用于当所述第二设置子模块设置的令牌桶计数器的计数值递减为零时，确定所述存储转发设备空载。

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