【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于嵌入式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信，具體涉及一種基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、為了適應(yīng)復(fù)雜多變的空中環(huán)境，適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求，存儲網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模逐日遞增，需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，rdma(remote?direct?memory?access，遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問功能)成為存儲網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。
2、無損以太網(wǎng)是指對使用的以太網(wǎng)協(xié)議增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高性能傳輸，通過流量分配實(shí)現(xiàn)流量控制、將隊(duì)列溢出的分組損失消除來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無丟包、低時(shí)延、高吞吐的目的。
3、pfc功能基于dot1p優(yōu)先級對報(bào)文進(jìn)行流量控制。將一條以太網(wǎng)鏈路劃分為8個(gè)虛擬通道，將該8個(gè)通道設(shè)為8個(gè)優(yōu)先級，同時(shí)有8個(gè)接口緩存空間(buffer)一一對應(yīng)，每一個(gè)虛擬通道均可單獨(dú)暫停和重啟。
4、ecn是一種擁塞通知技術(shù)，ecn功能利用ip報(bào)文頭的ds域來標(biāo)記報(bào)文傳輸路徑是否經(jīng)歷過擁塞，支持該功能的終端設(shè)備可根據(jù)報(bào)文的ecn標(biāo)記狀態(tài)調(diào)整報(bào)文的發(fā)送速率，從而緩解擁塞。
5、在rfc2481標(biāo)準(zhǔn)中，ip報(bào)文頭中ds與最后兩個(gè)比特被定義為ecn域，
6、比特位6用于標(biāo)識發(fā)送端設(shè)備是否支持ecn功能；
7、比特位7用于標(biāo)識報(bào)文在傳輸路徑上是否經(jīng)歷過擁塞；
8、當(dāng)ecn域?yàn)?0時(shí)，表示該報(bào)文不支持ecn功能
9、當(dāng)ecn域?yàn)?1時(shí)，表示該報(bào)文支持ecn功能；
10、當(dāng)ecn域?yàn)?1時(shí)，表示該報(bào)文在轉(zhuǎn)發(fā)路徑中經(jīng)歷了擁塞；
11、現(xiàn)有的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流常發(fā)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，為了實(shí)現(xiàn)智能擁塞管理，并且適應(yīng)大數(shù)據(jù)量通信及低延遲傳輸要求的問題，本申請?zhí)峁┮环N基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)智能調(diào)整ecn值，有效緩解以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流的擁塞。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：
3、一種基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，所述基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括附帶ai組件的soc芯片、光電收發(fā)器、萬兆以太網(wǎng)卡以及mcu，其中：
4、以太網(wǎng)流量數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)光纖通道協(xié)議經(jīng)過所述光電收發(fā)器轉(zhuǎn)換后發(fā)送給附帶ai組件的soc芯片，所述soc芯片配置有ddr4、qspi?flash、1tb的ssd以及nvram；所述soc芯片的ps端提取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流量中大小流占比、隊(duì)列緩存占用率以及流量吞吐狀況特征，實(shí)時(shí)傳輸給所述ai組件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所述ai組件通過流量模型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)整ecn門限值，用于緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞；
5、所述基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用所述mcu作為健康管理設(shè)備；當(dāng)ecn與pfc同時(shí)失效，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)，所述soc芯片的pl端將故障記錄在nvram中并通過iic總線將故障信息發(fā)送給所述mcu，由所述mcu通過can總線將故障上報(bào)到端系統(tǒng)，并復(fù)位所述soc芯片；
6、當(dāng)完成網(wǎng)絡(luò)擁塞管理后，所述soc芯片的pl端進(jìn)一步完成以太網(wǎng)流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)處理工作；處理結(jié)果基于光電收發(fā)器轉(zhuǎn)換后發(fā)送給下級通信設(shè)備。
7、進(jìn)一步的，所述光電收發(fā)器通過pcie總線將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流傳輸給處理器，所述soc芯片的ps端提取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流中大小流占比、隊(duì)列緩存占用率以及流量吞吐狀況特征。
8、進(jìn)一步的，所述soc芯片的pl端實(shí)時(shí)讀取ps端所提取的網(wǎng)絡(luò)流特征信息并判斷是否符合流量模型，若符合使用現(xiàn)有模型推理出ecn門限，若不符合流量模型則調(diào)用算法得出實(shí)時(shí)全局最優(yōu)門限。
9、進(jìn)一步的，所述ddr4用于緩存待處理和已經(jīng)處理完畢的以太網(wǎng)流數(shù)據(jù)。
10、進(jìn)一步的，所述qspi?flash用于存儲bit測試程序、boot引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序。
11、進(jìn)一步的，所述nvram用于記錄故障信息。
12、進(jìn)一步的，所述ssd用于存儲訓(xùn)練的以太網(wǎng)流量模型及算法模型數(shù)據(jù)。
13、進(jìn)一步的，所述mcu用于健康監(jiān)測管理，采用獨(dú)立供電通道，實(shí)時(shí)監(jiān)測所述基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備內(nèi)各芯片的電壓狀況，若出現(xiàn)問題記錄故障情況并通過can總線上報(bào)故障，當(dāng)ecn與pfc同時(shí)失效時(shí)，所述mcu上報(bào)故障狀態(tài)并復(fù)位soc芯片。
14、進(jìn)一步的，基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備配置有萬兆以太網(wǎng)卡以支持電信號接口通信；所述soc芯片的處理結(jié)果基于所述光電收發(fā)器轉(zhuǎn)換后發(fā)送給下級通信設(shè)備，或基于萬兆網(wǎng)卡轉(zhuǎn)換與上位機(jī)通信。
15、進(jìn)一步的，所述mcu還通過can總線將記錄的其它硬件故障上報(bào)。
16、本專利技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)：
17、1.當(dāng)隊(duì)列中小流占比高時(shí)，動(dòng)態(tài)降低ecn觸發(fā)門限，保證多數(shù)小流的低時(shí)延特性要求；當(dāng)隊(duì)列中大流占比高時(shí)，動(dòng)態(tài)提高ecn觸發(fā)門限，保證多數(shù)大流的高吞吐特性要求；
18、2.采用ai組件利用以太網(wǎng)流量模型及算法模型評估有效的ecn門限，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整ecn門限值，有效緩解擁塞的同時(shí)，降低對網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的影響，智能化程度高，運(yùn)算速率快；
19、3.該設(shè)備具有健康監(jiān)測上報(bào)功能，既能檢測設(shè)備中各器件的功能狀態(tài)，同時(shí)也能記錄以太網(wǎng)擁塞管理狀態(tài)，并在必要時(shí)參與網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)管理，能夠大幅縮短故障定位時(shí)間。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括附帶AI組件的SOC芯片、光電收發(fā)器、萬兆以太網(wǎng)卡以及MCU，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述光電收發(fā)器通過PCIE總線將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流傳輸給處理器，所述SOC芯片的PS端提取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流中大小流占比、隊(duì)列緩存占用率以及流量吞吐狀況特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述SOC芯片的PL端實(shí)時(shí)讀取PS端所提取的網(wǎng)絡(luò)流特征信息并判斷是否符合流量模型，若符合使用現(xiàn)有模型推理出ECN門限，若不符合流量模型則調(diào)用算法得出實(shí)時(shí)全局最優(yōu)門限。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述DDR4用于緩存待處理和已經(jīng)處理完畢的以太網(wǎng)流數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述QSPI?FLASH用于存儲BIT測試程序、BOOT引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序。
6.根據(jù)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述SSD用于存儲訓(xùn)練的以太網(wǎng)流量模型及算法模型數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述MCU用于健康監(jiān)測管理，采用獨(dú)立供電通道，實(shí)時(shí)監(jiān)測所述基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備內(nèi)各芯片的電壓狀況，若出現(xiàn)問題記錄故障情況并通過CAN總線上報(bào)故障，當(dāng)ECN與PFC同時(shí)失效時(shí)，所述MCU上報(bào)故障狀態(tài)并復(fù)位SOC芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備配置有萬兆以太網(wǎng)卡以支持電信號接口通信；所述SOC芯片的處理結(jié)果基于所述光電收發(fā)器轉(zhuǎn)換后發(fā)送給下級通信設(shè)備，或基于萬兆網(wǎng)卡轉(zhuǎn)換與上位機(jī)通信。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述MCU還通過CAN總線將記錄的其它硬件故障上報(bào)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括附帶ai組件的soc芯片、光電收發(fā)器、萬兆以太網(wǎng)卡以及mcu，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述光電收發(fā)器通過pcie總線將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流傳輸給處理器，所述soc芯片的ps端提取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流中大小流占比、隊(duì)列緩存占用率以及流量吞吐狀況特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述soc芯片的pl端實(shí)時(shí)讀取ps端所提取的網(wǎng)絡(luò)流特征信息并判斷是否符合流量模型，若符合使用現(xiàn)有模型推理出ecn門限，若不符合流量模型則調(diào)用算法得出實(shí)時(shí)全局最優(yōu)門限。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述ddr4用于緩存待處理和已經(jīng)處理完畢的以太網(wǎng)流數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于嵌入式的智能擁塞管理網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，其特征在于，所述qspi?flash用于存儲bit測試程序、boot引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序。
...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王宇，原晨，雋鵬輝，孔梁，李璐，邱凱強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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