CN105207952A - 一种分层服务质量队列限速方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种分层服务质量队列限速方法，所述方法包括：初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。本发明实施例还提供了一种分层服务质量队列限速装置。

Description

一种分层服务质量队列限速方法和装置

技术领域

本发明涉及网络设备技术领域，尤其涉及一种分层服务质量队列限速方法和装置。

背景技术

随着计算机网络的高速发展，带宽、延迟、抖动敏感的语音、图像等重要数据越来越多地在网上传输。为了能够对数据传输性能提供不同的承诺和保证，目前广泛使用了服务质量(QoS，QualityofService)技术来保证网络传输的质量。

随着用户规模的扩大，业务种类的增多，要求以太网设备不仅能够进一步细化区分业务流量，而且还能够对多个用户、多种业务、多种流量的传输进行分层调度。显然，这些应用对于传统的QoS技术来说，是很难实现的。

为了达到分层调度的目的，分层服务质量(HQoS，HierarchicalQualityofService)技术将调度策略组装成了分层次的树状结构。树状结构的节点类型共有三种：根节点、分支节点和叶子节点；其中，根节点是流量的汇聚点，与一个调度器(Scheduler)相对应；处于中间层次的每个分支节点分别与一个调度器相对应；处于最底层的每个叶子节点都分别与一个调度队列相对应。

通常的分层结构，级联端口对应于根节点，最底层通常有两个叶子节点，对应两个队列：一个是单播队列，另一个组播队列。一般单播队列和组播队列分别用不同寄存器进行管理，但是，这样做存在的弊端是：由于单播队列和组播队列的限速之和不能超过其共同的父节点的限速，因此，在单播和组播业务流量不稳定的情况下，单独对单播队列和组播队列进行限速有可能会发生一个队列带宽不够用，而另一个队列带宽出现冗余的情况，如此，会大大降低用户体验。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种分层服务质量队列限速方法和装置，能够实现同一分支节点下单播队列和组播队列的合理限速，进而提高用户体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种分层服务质量队列限速方法，所述方法包括：

初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；

根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。

上述方案中，所述建立多级调度结构包括：建立包括根节点、分支节点、叶子节点在内的多级调度结构。

上述方案中，所述方法还包括：分别记录级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引。

上述方案中，所述对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置包括：根据所述多级调度结构以及记录的级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引，对需要限速的兄弟叶子节点共同的上级分支节点进行限速设置。

上述方案中，所述进行限速设置为：对节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。

本发明实施例还提供了一种分层服务质量队列限速装置，所述装置包括：

调度结构建立单元，用于初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；

限速设置单元，用于根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。

上述方案中，所述调度结构建立单元建立多级调度结构包括：建立包括根节点、分支节点、叶子节点在内的多级调度结构。

上述方案中，所述装置还包括存储单元，用于分别记录级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引。

上述方案中，所述限速设置单元对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置包括：所述限速设置单元根据所述多级调度结构以及记录的级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引，对需要限速的兄弟叶子节点共同的上级分支节点进行限速设置。

上述方案中，所述限速设置单元进行限速设置为：所述限速设置单元对节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。

本发明实施例所提供的分层服务质量队列限速方法和装置，先初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；再根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。如此，能够避免单独对各个叶子节点对应的单播队列和组播队列分别进行限速时，由于业务流量的不稳定造成一个队列带宽不够用，而另一个队列带宽出现冗余的情况，进而使本发明实施例能实现同一分支节点下单播队列和组播队列的合理限速，提高用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例分层服务质量队列限速方法流程示意图；

图2为本发明实施例多级调度结构示意图；

图3为本发明传统方案对单播队列和组播队列限速方法示意图；

图4为本发明实施例对单播队列和组播队列限速方法示意图；

图5为本发明实施例分层服务质量队列限速装置结构示意图。

具体实施方式

目前，用户应用在进行限速、内存管理单元(MMU，MemoryManagementUnit)内存分配时，仅考虑单播队列UC和组播队列MC的限速之和不能超过其共同的父节点的限速，比如：要求优先级为7的调度器限速不超过100M，且该优先级为7的调度器对应一个分支节点；那么，对于该分支节点下对应叶子节点的单播队列和组播队列进行限速分配时，是分别给单播队列和组播队列设置固定限速，且两者限速之和不超过100M，例如：限定单播队列最大速度为40M、组播队列最大速度为60M；如此，就会存在这样的问题：当实际业务流传输时，如果单播队列业务流为30M，组播队列业务流为70M时，那么，按照上述限速方案，单播队列的30M的业务流量能够全部通过，且还存在冗余流量；而组播队列的70M业务流量由于限速原因，仅能通过60M，还存在10M无法通过，也就是说，流量不够用；这样的话，从实际应用来看，优先级7的调度器通过的总业务流量只有90M，这显然不是用户所期望的结果。

本发明实施例中，先初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；再根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。

这里，所述建立多级调度结构包括：建立包括根节点、分支节点、叶子节点在内的多级调度结构。

所述方法还包括：分别记录级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引；

相应的，所述对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置包括：根据记录的级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引，对需要限速的兄弟叶子节点的共同的上级分支节点进行限速设置；

其中，所述对节点进行限速设置为：对节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。

下面结合附图及具体实施例，对本发明技术方案的实施作进一步的详细描述。本发明实施例分层服务质量队列限速方法流程，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；

这里，所述建立多级调度结构包括：建立包括根节点、分支节点、叶子节点在内的多级调度结构；其中，根节点、分支节点和叶子节点分别对应一个硬件表项限速寄存器。

具体的，本发明实施例所述多级调度结构如图2所示，级联端口对应根节点root，根节点root下挂一个分支节点L0，分支节点L0下挂八个分支节点L1，其中，八个分支节点L1对应八个优先级调度器，每个分支节点L1下挂两个叶子节点L2，两个叶子节点L2一个为单播队列UC，另一个为组播队列MC。

本发明实施例中，仅是以上述多级调度结构为例，在实际应用中，所建立的多级调度结构根据实际的网络拓扑结构决定，并不限定图2所示多级调度结构的范围。

这里，所述方法还包括：分别记录级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引。

具体的，可以用软件表记录级联端口对应的root节点、L0节点、L1节点以及L2叶子节点的硬件索引，该硬件索引用于后续对各个节点限速设置及MMU资源管理进行查询使用。

步骤102：根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。

这里，所述对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置包括：根据所述多级调度结构以及记录的级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引，对需要限速的兄弟叶子节点共同的上级分支节点进行限速设置。

这里，所述对节点进行限速设置为：对节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。

具体的，通过查询软件表中记录的多层调度节点硬件索引，对需要限速的兄弟节点的父节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。本发明实施例中，设置L1节点的限速参数。由于L2叶子节点对应的单播队列和组播队列均属于L1节点，对L1节点的限速寄存器设置，可以限制该L1节点之下单播队列和组播队列流量之和，但并不限制单播队列单独的流量和组播队列单独的流量。

仍以某个调度器限速100M为例，从实际应用来看，本发明实施例的实现方案将会达到用户期望看到的结果：在该调度器下的所有单播队列和组播队列的实际业务流量之和不超过其共同上层分支节点对应的调度器限速值(100M)的情况下，该调度器下的各个单播队列或组播队列的实际业务流量均能达到最大值。

对于传统现有方案，如图3所示，分别对单播队列和组播队列对应的叶子节点硬件表项限速寄存器进行限速设置，且只能对单播队列和组播队列分别限制到固定带宽值，例如：单播队列限速为80M，组播队列限速为20M；那么，当实际应用中，单播队列流量为90M，组播队列流量为10M时，由于队列分别进行了限速，单播队列只能通过80M，组播队列10M流量可以全部通过，这样，不能达到单播队列和组播队列共同限速100M的效果，实际限速为90M，用户体验必然会达不到预期的效果。

采用本发明实施例所述技术方案，如图4所示，对L1节点进行限速，而不对L1节点下层的对应叶子节点的单播队列和组播队列进行限速。仍以某个调度器限速100M为例，当单播队列发送90M流量，组播队列发送10M流量，由于没有分别对单播队列和组播队列分别限速，而是对他们共同的父节点进行了限速，这样，90M的单播业务流量小于其上层父节点的限速100M都可以通过，单播业务流量10M流量也小于其上层父节点的限速100M，同样可以通过；而当单播队列发送20M流量，组播队列发送80M流量，由于20M的单播业务流量以及80M的组播业务流量均小于其上层父节点的限速100M，均能够全部通过。从实际应用来看，该调度器下的单播队列和组播队列的实际业务流量在两者之和不超过其共同的上层分支节点对应的调度器的限速范围的情况下，达到了最大值。

这里，当对应叶子节点的单播队列和组播队列的业务流量均超过其父节点对应的调度器的限速值、或者单播队列和组播队列的业务流量之和超过其父节点对应的调度器的限速值时，可以根据实际应用情况对单播队列和组播队列的业务流量的优先级和/或比重进行预先设置。

例如，预先设置单播队列和组播队列对应的优先级，在单播队列和组播队列的业务流均不超过其父节点对应的调度器的限速、但单播队列和组播队列的业务流量之和超过其父节点对应的调度器的限速值时，或者单播队列和组播队列的业务流量均超过其父节点对应的调度器的限速值时，根据预先设置的优先级进行限速设置，如：设置单播队列的业务流量优先于组播队列。

也可以预先设置单播队列和组播队列的业务流量的比重，当单播队列和组播队列的业务流量均超过其父节点对应的调度器的限速值，可以根据预先设置的单播队列和组播队列业务流量分别所占比重进行限速设置。

这里，当单播队列和组播队列的业务流量均超过其父节点对应的调度器的限速值、或者单播队列和组播队列的业务流量之和超过其父节点对应的调度器的限速值时，根据实际应用情况预先设置单播队列和组播队列的优先级顺序和/或比重，并不限定上述实施例中的预设方案的范围。任何能够保证单播队列和组播队列的业务流量之和在不超过其父节点对应的调度器的限速的情况下、能够使单播队列和组播队列的业务流量之和达到最大值的预设方案都是可取的。

本发明实施例还提供了一种分层服务质量队列限速装置，如图5所示，所述装置包括调度结构建立单元51、限速设置单元52，其中，

所述调度结构建立单元51，用于初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；

这里，所述调度结构建立单元51建立多级调度结构包括：建立包括根节点、分支节点、叶子节点在内的多级调度结构。

具体的，本发明实施例所述的调度结构建立单元51建立的多级调度结构如图2所示，级联端口对应根节点root，根节点root下挂一个分支节点L0，分支节点L0下挂八个分支节点L1，其中八个分支节点L1对应八个优先级调度器，每个分支节点L1下挂两个叶子节点L2，两个叶子节点L2一个为单播队列UC，另一个为组播队列MC。

所述装置还包括存储单元53，用于分别记录级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引。

具体的，所述存储单元可以用软件表记录级联端口对应的root节点、L0节点、L1节点以及L2叶子节点的硬件索引，该硬件索引用于后续对各个节点限速设置及MMU资源管理进行查询使用。

限速设置单元52，用于根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。

所述限速设置单元52对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置包括：所述限速设置单元52根据所述多级调度结构以及记录的级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引，对需要限速的兄弟叶子节点共同的上级分支节点进行限速设置。

这里，所述限速设置单元52对节点进行限速设置为：所述限速设置单元52对节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。

具体的，限速设置单元52通过查询软件表中记录的多层调度节点硬件索引，对需要限速的兄弟节点的父节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。本发明实施例中，限速设置单元52设置L1节点的限速参数。由于L2叶子节点对应的单播队列和组播队列均属于L1节点，对L1节点的限速寄存器设置，可以限制L1节点之下单播队列和组播队列流量之和，但并不限制单播队列单独的流量和组播队列单独的流量。

图5中所示的分层服务质量队列限速装置中的各处理单元的实现功能，可参照前述分层服务质量队列限速方法的相关描述而理解。本领域技术人员应当理解，图5所示的分层服务质量队列限速装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现，比如：可由中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)实现；所述存储单元也可以由各种存储器、或存储介质实现。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其他形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明是实例中记载的分层服务质量队列限速方法和装置只以上述实施例为例，但不仅限于此，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分层服务质量队列限速方法，其特征在于，所述方法包括：

初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；

根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立多级调度结构包括：建立包括根节点、分支节点、叶子节点在内的多级调度结构。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：分别记录级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置包括：根据所述多级调度结构以及记录的级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引，对需要限速的兄弟叶子节点共同的上级分支节点进行限速设置。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述进行限速设置为：对节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。

6.一种分层服务质量队列限速装置，其特征在于，所述装置包括：

调度结构建立单元，用于初始化级联端口的调度结构，建立多级调度结构；

限速设置单元，用于根据所述多级调度结构对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述调度结构建立单元建立多级调度结构包括：建立包括根节点、分支节点、叶子节点在内的多级调度结构。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括存储单元，用于分别记录级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述限速设置单元对需要限速的兄弟节点的父节点进行限速设置包括：所述限速设置单元根据所述多级调度结构以及记录的级联端口对应的根节点、分支节点以及叶子节点的硬件索引，对需要限速的兄弟叶子节点共同的上级分支节点进行限速设置。

10.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述限速设置单元进行限速设置为：所述限速设置单元对节点的硬件表项限速寄存器进行限速设置。