专利名称：一种基于计量器的报文计流量方法
技术领域：
本发明涉及以太网交换机流量控制技术，特别涉及一种基于标准计量器(Meter) 的报文计流量方法。
背景技术：
—般的低端交换芯片不提供对报文大小进行计数的功能，所以硬件不支持计流量 功能。在一些交换芯片中，提供了RFC标准定义的计量器(Meter)对报文着色。通常，计 量器的着色结果用于对报文进行流量监管和流量整形。交换芯片中的Meter —般都遵从 RFC2697、RFC2698标准中定义的行为。下面以单速率三色标记(Single Rate Three Color Marker简写为SRTCM)过程说明报文着色原理。 单速率三色标记涉及3个参数，它们分别是承诺信息速率(CIR)、承诺突发大小 (CBS)和超出突发大小(EBS)。承诺信息速率以位/秒为单位确定报文的传输速率，承诺突 发大小和超出突发大小以字节为单位给出允许连续传输的报文长度。在实际的应用中，单 速率三色标记通过两个令牌桶实现。 如图1所示，两个令牌桶的深度分别由CBS和EBS确定。在操作过程的初始阶段，
这两个令牌桶均为满状态，在操作开始后，每秒对令牌桶TC(桶深为CBS)和令牌桶TE(桶
深为EBS)更新CIR次，更新操作如下 IF TC < CBS TC = TC+1，否则TC不变； IF TE < EBS TE = TE+1，否则TE不变。 从上述更新操作中不难看出，只要令牌桶不变，每次更新操作为令牌桶增加一个 代表1个bit的令牌，直到令牌桶计数器值达到CBS (令牌桶TC满)或EBS (令牌桶TE满)。 当长度为B的报文到达后，首先判断TC-B是否大于等于0。如果是，表明分组到达速率在承 诺信息速率内，TC = TC-B，报文被标记为绿色；否则表明报文到达速率已经超出承诺信息 速率。然后判断TE-B是否大于等于0，如果是的话，表明报文到达速率虽然超出承诺信息速 率，但仍在允许的超出范围内，TE = TE-B，报文被标记为黄色；否则表明报文到达速率不仅 超出承诺信息速率，而且超出允许的超出范围，被标记为红色。双速率三色标记(TRTCM)原 理与此类似，在此不再赘述。用于对报文进行流量监管的标记器，对于黄和红色报文采取的 动作是丢弃。 在实际的芯片实现中，上述的令牌桶一般是用RAM加上一些运算逻辑来实现。一 般地，一个计量器由令牌注入速率、桶深限制、令牌桶计数器(或桶计数器)三个寄存器组 成。令牌注入速率寄存器对应SRTCM的CIR，桶深限制寄存器对应CBS或EBS。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是在某些不具备流计量功能的低端以太网交换芯 片上，采用软件硬件结合的方式实现宽带接入用户的报文计流量功能。 本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种基于计量器的报文计流量方
3法，包括以下步骤 a、清零桶计数器寄存器值，并预置桶深和令牌注入速率寄存器，记下此时的系统 时间TS ; b、在一段时间ST后，读取桶计数器寄存器值VR; c、以当前系统时间更新TS，并清零桶计数器寄存器，启动下一次轮询； e、根据S T与令牌注入速率寄存器值的乘积得到期望的桶计数器寄存器值VE ; f、根据公式VE-VR，得到上一次访问桶计数器寄存器到本次访问之间的报文流
量；进一步的，还包括步骤 g、对n次轮询得到的短期流量进行累加；n为正整数；
进一步的，所述S T小于桶计数器寄存器溢出时间。 本发明的有益效果是，利用现代交换芯片中广泛使用的RFC标准定义的meter，将 其用于厂家和标准中非预想的计流量用途，具有一定的通用性。本发明的技术方案，可以在 一些低端的芯片上实现计流量功能。与ACL(访问控制表)、IP Source Guard(IP地址和 MAC绑定)、DHCP(动态IP地址分配)以及认证模块配合，可以实现宽带接入用户的按流量 计费功能，提供低成本的计流量解决方案。
图1是计量器基本结构示意图。
具体实施例方式
下面详细描述本发明的技术方案。
本发明的技术方案对硬件作了如下的假设 1、具备用于流量监管的硬件计量器(Meter)，且计量器的桶深、令牌注入速率、桶 计数器寄存器对用户可见、可读写； 2、具备处理器与芯片的并行接口，能通过这个并行接口快速访问芯片；
3、控制处理器有硬件计时器，能产生高精度的时基信号。 本发明通过控制处理器定时查询交换芯片中的计量器桶计数器寄存器，计算出查 询间隔发生的流量，累加后得到流量值。原理如下 按照RFC标准，桶计数器会按令牌注入速率寄存器的配置向桶计数寄存器中注入 令牌，直到达到桶深寄存器值为止。当有报文到达，则根据报文长度从桶中减出令牌。可以 看出，如果在T0时刻将令牌桶计数器寄存器置为0，在桶未满之前的某个T1时时刻将其读 出，令牌注入速率乘时间间隔(T1-T0)，再减去桶计数器寄存器值，就是T0至T1时间的报文 流量。将此短期流量值进行累加即可完成计流量功能。具体步骤如下
第一步启动计流量功能时，系统先清零桶计数器寄存器值，并预置桶深和令牌注 入速率寄存器，记下此时的系统时间，设为TS ; 第二步在一段时间后(假设这段时间为S T)，读取桶计数器寄存器值，记为VR ;
第三步根据S T与预置的令牌注入速率寄存器值的乘积得到期望的桶计数器寄 存器值，记为VE; 第四步根据公式VE-VR，得到上一次访问桶计数器寄存器到本次访问之间的报文流量； 第五步随即以当前系统时间更新TS，并清零桶计数器，启动下一次轮询； 第六步对n次轮询得到的报文流量进行累加，得到nX ST这段时间报文流量的
统计结果，其中n为正整数。 本发明轮询的间隔一定要小于令牌计数器到达桶深(CBS或EBS)的时间，否则不 能得出正确的值。这个时间的选取与计量器支持的最大桶深(相当于CBS或EBS)以及用 户配置的产生令牌的速率(相当于CIR)有关。 本发明基于换芯片中的Meter —般都遵从RFC2697、 RFC2698标准中定义的行为。 虽然标准中使用了两个桶，但在计流量功能的实现中只需要使用其中一个桶就能完成，具 体如何使用与芯片相关，在此不进行描述。
权利要求
一种基于计量器的报文计流量方法，包括以下步骤a、清零桶计数器寄存器，并预置桶深和令牌注入速率寄存器，记下此时的系统时间TS；b、在一段时间δT后，读取桶计数器寄存器值VR；c、以当前系统时间更新TS，并清零桶计数器寄存器，启动下一次轮询；e、根据δT与预置的令牌注入速率寄存器值的乘积得到期望的桶计数器寄存器值VE；f、根据公式VE-VR，得到上一次访问桶计数器寄存器到本次访问之间的报文流量。
2. 根据权利要求1所述的一种基于计量器的报文计流量方法，其特征在于还包括步骤g、 对n次轮询得到的报文流量进行累加；n为正整数。
3. 根据权利要求1或2所述的一种基于计量器的报文计流量方法，其特征在于所述S T小于桶计数器寄存器溢出时间。
全文摘要
本发明涉及以太网交换机流量控制技术，特别涉及一种基于标准计量器(Meter)的报文计流量方法。本发明针对某些不具备流计量功能的低端以太网交换芯片的缺点，公开了一种基于计量器的报文计流量方法。本发明技术方案是，在T0时刻将令牌桶计数器寄存器置为0，在桶未满之前的某个T1时时刻将其读出，令牌注入速率乘时间间隔(T1-T0)，再减去桶计数器寄存器值，就是T0至T1时间的报文流量。将此短期流量值进行累加即可完成计流量功能。本发明用于一些低端的芯片上实现计流量功能，与系统其他模块配合，可以实现宽带接入用户的按流量计费功能，提供低成本的计流量解决方案。
文档编号H04L12/56GK101771606SQ200810306719
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者严俊 申请人:迈普通信技术股份有限公司