CN106330758A - 一种基于多层队列流控反压的传送方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多层队列流控反压的传送方法及装置，涉及通信网络技术领域，其方法包括以下步骤：流控引擎模块对用来缓存来自多层报文队列的报文的缓存器的使用状态进行检测；当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。本发明利用流控和多级队列，流控仅截断部分队列的流量，有效了解决速率整形模块直接限速导致的限速不准。

Description

一种基于多层队列流控反压的传送方法及装置

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域，具体涉及一种基于多层队列流控反压的传送方法及装置。

背景技术

多层队列从计算机发展开始就一直备受重视，现在已经有各种算法来实现多级队列。而在通信领域，多级队列也被应用的很多。QOS(Quality of Service，服务质量)、协议报文保护等都是用的多级队列的计数。

多层队列方式，一般一层队列只有8级，而利用多层队列，一方面可以保证足够多的队列，并可以让队列功能的压力分布在不同的模块。多层队列结构见图1所示，由上至下，优先级降低。根据报文的不同优先级，将报文放入不同层级的队列中。显然1为流量中优先级最高的队列，9为优先级最低的队列。采用多层队列的方法，虽然可以准确地保证报文的优先级，但是遇到由高速到低速的场景，有突发或者拥塞的情况，对于队列前端由于带宽原因导致的丢包，会有一定的局限性：只采用多层队列，会导致当前端队列阻塞丢包时，前端队列只区分最终数据的优先级，如图1，可以看到1,2在C处优先级筛选后，对于B级是同等优先级，4,5,6,7,8,9在经过D、C的队列筛选后，在B处也是同等级的。当A发生拥塞导致B处进行优先级队列丢包时，1,2由于处于B中优先级最高的部分，不会丢包，而处于B级中最低优先级的地方，到了B级后的4,5,6,7,8的报文就会不分优先级的丢包。而实际上，需要的是8的优先级最小，这样会导致在这种场景下优先级不准。

提前进行限速。这种方式可以先将流量按照前端速率进行整形，这种理论情况下是可以某种程度上缓解这种优先级不准的情况，但实际上，通常前端速率较小的场景中，前端和后端报文的格式也有所不同，这种由于报文格式不同导致的前后计算速率不是按照同一个标准计算，因此会出现限速不准的情况。

流控反压可以解决拥塞导致的通信网络中的一系列问题。

流控反压是通过前端有拥塞流量时，给后端发流的模块发送流控帧，通知后端停止发流。而在前端报文发出去，缓存足够的时候，通知后端继续发包。这种方式，可以有效控制解决高速到低速发包，以及混合包长带来的突发问题。而且还不需要前后端的报文格式完全一致，即可以达到让后端知道前端是否超带宽，以对流量进行整形的作用。而仅用这种模式，并不能在拥塞丢包的情况下，选择性的将重要的报文(协议报文等)保存下来，而是无差别的丢包了(后果是拥塞流时导致协议震荡等)。

而以往流控反压通常直接截断了所有的报文。因此，在高速和低速线卡传输过程中的突发问题以及拥塞流的高优先级报文无法得到保障问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多层队列流控反压的传送方法及装置，解决了的技术中流量突发和流量拥塞时的高优先级报文无法得到保障的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于多层队列流控反压的传送方法，包括以下步骤：

流控引擎模块对用来缓存来自多层报文队列的报文的缓存器的使用状态进行检测；

当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

优选地，还包括：

当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。

优选地，所述缓存高水线是所述流控引擎模块对缓存器的高使用状态设置的缓存高水线；所述缓存低水线是所述流控引擎模块对缓存器的低使用状态设置的缓存低水线。

优选地，所述的当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文包括：

当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块向控制模块发送流控ON帧；

所述控制模块接收到所述流控ON帧时，通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

优选地，所述的所述控制模块接收到所述流控ON帧时，通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文包括：

所述控制模块接收到所述流控ON帧时，向所述速率整形模块发送第一通知消息；

当所述速率整形模块接收到所述第一通知消息时，将所述停止向多层报文队列发送的低优先级报文进行缓存，并对其缓存能力进行检测；

当检测到所述速率整形模块的缓存能力超过其设置的缓存能力时，将所缓存的低优先级报文进行优先级调度，并丢弃优先级较低的报文。

优选地，所述的当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文包括：

当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块向控制模块发送流控OFF帧；

所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，通知速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。

优选地，所述的所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，通知速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文包括：

所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，向所述速率整形模块发送第二通知消息；

当所述速率整形模块接收到所述第二通知消息时，将所述向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文进行优先级调度，并将调度后的报文发送到所述多层报文队列中。

优选地，所述流控引擎模块是通过非流量口向所述控制模块发送的流控ON帧或流控OFF帧。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于多层队列流控反压的传送装置，包括：

检测模块，用于流控引擎模块对用来缓存来自多层报文队列的报文的缓存器的使用状态进行检测；

传送模块，用于当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

优选地，还包括：

传送单元，用于当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明利用流控和多级队列，流控仅截断部分队列的流量，可以有效解决速率整形模块直接限速导致的限速不准，同时，也用优先级队列保证了流量中的高优先级发送，解决了只用流量反压，导致的拥塞时，报文无差别丢包导致的高优先级丢包问题。另外，流控帧是通过非流量端口发送，因此不会因为流控而消耗流量带宽。

附图说明

图1是现有技术提供的多层队列的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于多层队列流控反压的传送方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种基于多层队列流控反压的传送装置示意图；

图4是本发明实施例提供的基于多层队列流控反压的传送***结构图；

图5是本发明实施例提供的基于多层队列流控反压的传送方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图2显示了本发明实施例提供的一种基于多层队列流控反压的传送方法流程图，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S201：流控引擎模块对用来缓存来自多层报文队列的报文的缓存器的使用状态进行检测；

步骤S202：当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

本发明还包括：当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。

其中，所述缓存高水线是所述流控引擎模块对缓存器的高使用状态设置的缓存高水线；所述缓存低水线是所述流控引擎模块对缓存器的低使用状态设置的缓存低水线。

其中，所述的当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文包括：当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块向控制模块发送流控ON帧；所述控制模块接收到所述流控ON帧时，通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。具体地说，所述的所述控制模块接收到所述流控ON帧时，通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文包括：所述控制模块接收到所述流控ON帧时，向所述速率整形模块发送第一通知消息；当所述速率整形模块接收到所述第一通知消息时，将所述停止向多层报文队列发送的低优先级报文进行缓存，并对其缓存能力进行检测；当检测到所述速率整形模块的缓存能力超过其设置的缓存能力时，将所缓存的低优先级报文进行优先级调度，并丢弃优先级较低的报文。

其中，所述的当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文包括：当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块向控制模块发送流控OFF帧；所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，通知速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。具体地说，所述的所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，通知速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文包括：所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，向所述速率整形模块发送第二通知消息；当所述速率整形模块接收到所述第二通知消息时，将所述向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文进行优先级调度，并将调度后的报文发送到所述多层报文队列中。

本发明所述流控引擎模块是通过非流量口向所述控制模块发送的流控ON帧或流控OFF帧，从而不消耗流量带宽。

图3显示了本发明实施例提供的一种基于多层队列流控反压的传送装置示意图，如图3所示，包括：检测模块301和传送模块302。其中，所述检测模块301，用于流控引擎模块对用来缓存来自多层报文队列的报文的缓存器的使用状态进行检测；传送模块302，用于当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

本发明还包括：传送单元，用于当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。

图4显示了本发明实施例提供的，如图4所示，包括流控引擎模块、速率整形模块以及控制模块。流控引擎模块用于完成流量反压功能，速率整形模块用于对由队列和队列’组成的树形队列进行整形，控制模块，用于完成流量反压帧处理。具体包括以下步骤：

第一步，完成树形队列。按照需要做出需要的树形队列。即图4中的队列和队列’，如有需要，也可以有更多的队列。多级队列的实现这里不赘述，有多种实现方式，时间调度是种很常用的方式。图4中的速率整形模块对队列进行控制。

第二步，完成流量反压功能。见图4中的流控引擎模块，这个部分实际上也可以和将缓冲区这个部分包含进去。流控引擎模块会设置高低水线，在用来存报文的缓冲区达到高水线的时候，发送开启流控帧，当用来存在报文的缓冲区低于低水线的时候，发送关闭流控帧。此流控帧是通过非流量口发送，不影响流量。

第三步，完成流量反压帧处理模块。这个模块主要是对流控引擎模块发过来的流控帧进行处理，即图4中的控制模块。当收到开启流控帧的时候，控制模块会发送message给速率整形模块，通知速率整形模块，让他对队列1队列的报文停止发包。当收到关闭流控帧的时候，控制模块也会发送message给速率整形模块，通知速率整形模块，告诉他可以对队列1发包。

图5是本发明实施例提供的，如图5所示，包括以下步骤：

步骤1：检查使用的缓冲区；

当用来存报文的缓冲区达到高水线的时候，进入步骤2；当用来存在报文的缓冲区低于低水线的时候，进入步骤4。

步骤2：发送流控ON帧；

流控引擎模块向控制模块发送流控ON帧。

步骤3：控制模块通知速率整形模块停流；

控制模块接收到流控引擎模块发送的流控ON帧时，通知速率整形模块停流。

步骤4：发送流控OFF帧；

流控引擎模块向控制模块发送流控OFF帧。

步骤5：控制模块通知速率整形模块发流；

控制模块接收到流控引擎模块发送的流控OFF帧时，通知速率整形模块发流。

步骤6：速率整形模块根据队列优先级发送报文。

速率整形模块开始做队列调度，并将其发送至流控引擎模块。

下面以两个具体的实施例来说明本发明的内容：

实例一：在出现混场包突发时，包括以下步骤：

步骤001，报文由速率整形模块发送给流控引擎模块；

步骤002，由于突发，导致流控引擎模块检测到缓冲区使用过多，超过设置的高水线，流控引擎模块会对控制模块发送流控ON帧；

步骤003，控制模块接收到流控ON帧后，通知速率整形模块，停止对流控引擎模块发送低优先级的报文，高优先级的报文继续发送，发送到流控引擎模块中，让流控引擎模块中的队列继续区分优先级进行发送，突发的报文缓存在速率整形模块；

步骤004，流控引擎模块将缓冲区中的报文发出去，至缓冲区使用的值小于等于低水线后，流控引擎模块向控制模块发送流控Off帧；

步骤005，控制模块接收到流控OFF帧后，通知速率整形模块，可以开始对流控引擎模块发送队列1队列中数据；

步骤006，速率整形模块开始做队列调度，将队列’中队列进行调度后发送至流控引擎模块；

步骤007，回到步骤001。

实例二：在拥塞流的情况下，包括以下步骤：

步骤001，报文由速率整形模块发送给流控引擎模块；

步骤002，由于报文拥塞，导致流控引擎模块检测到缓冲区使用过多，超过设置的高水线，流控引擎模块会对控制模块发送流控ON帧；

步骤003，控制模块接收到流控ON帧后，通知速率整形模块，停止对流控引擎模块发送低优先级的报文，高优先级的报文(不论如何，即使拥塞也不允许丢包的报文)继续发送，发送到流控引擎模块中，让流控引擎模块中的队列继续区分优先级进行发送，剩余拥塞的报文缓存在速率整形模块，当速率整形模块缓存不住时，速率整形模块就根据优先级调度，将优先级低的报文优先丢弃；

步骤004，流控引擎模块将缓冲区中的报文发出去，至缓冲区使用的值小于等于低水线后，流控引擎模块向控制模块发送流控Off帧；

步骤005，控制模块接收到流控OFF帧后，通知速率整形模块，可以开始对流控引擎模块发送队列1队列中数据；

步骤006，速率整形模块开始做队列调度，将队列’中队列进行调度后发送至流控引擎模块；

步骤007，回到步骤001。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

本发明由于使用的是反压模式，可以有效解决速率整形模块直接限速导致的限速不准(由于计算的报文的速率不是按照同一个格式来计算的，导致不能准确定下限速)，同时，也用优先级队列保证了流量中的高优先级发送，解决了只用流量反压，导致的拥塞时，报文无差别丢包导致的高优先级丢包问题。另外，流控帧是通过非流量端口发送，因此不会因为流控而消耗流量带宽。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于多层队列流控反压的传送方法，其特征在于，包括以下步骤：

流控引擎模块对用来缓存来自多层报文队列的报文的缓存器的使用状态进行检测；

当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缓存高水线是所述流控引擎模块对缓存器的高使用状态设置的缓存高水线；所述缓存低水线是所述流控引擎模块对缓存器的低使用状态设置的缓存低水线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文包括：

当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块向控制模块发送流控ON帧；

所述控制模块接收到所述流控ON帧时，通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的所述控制模块接收到所述流控ON帧时，通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文包括：

所述控制模块接收到所述流控ON帧时，向所述速率整形模块发送第一通知消息；

当所述速率整形模块接收到所述第一通知消息时，将所述停止向多层报文队列发送的低优先级报文进行缓存，并对其缓存能力进行检测；

当检测到所述速率整形模块的缓存能力超过其设置的缓存能力时，将所缓存的低优先级报文进行优先级调度，并丢弃优先级较低的报文。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文包括：

当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块向控制模块发送流控OFF帧；

所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，通知速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，通知速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文包括：

所述控制模块接收到所述流控OFF帧时，向所述速率整形模块发送第二通知消息；

当所述速率整形模块接收到所述第二通知消息时，将所述向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文进行优先级调度，并将调度后的报文发送到所述多层报文队列中。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述流控引擎模块是通过非流量口向所述控制模块发送的流控ON帧或流控OFF帧。

9.一种基于多层队列流控反压的传送装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于流控引擎模块对用来缓存来自多层报文队列的报文的缓存器的使用状态进行检测；

传送模块，用于当检测到缓存器的使用状态超过所设置的缓存高水线时，流控引擎模块经由控制模块通知速率整形模块停止向多层报文队列发送低优先级报文，并继续向多层报文队列发送高优先级报文。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

传送单元，用于当检测到缓存器的使用状态小于等于所设置的缓存低水线时，流控引擎模块经由控制模块通知所述速率整形模块向多层报文队列发送高优先级报文和低优先级的报文。