CN107454014A - 一种优先级队列调度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优先级队列调度的方法及装置，涉及数据通信技术领域，其方法包括：在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。本发明降低了QOS功能的资源消耗和设计难度，给用户带来了更好的经济效益和性能提升。

Description

一种优先级队列调度的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，特别涉及一种优先级队列调度的方法及装置。

背景技术

在数据通信领域，网络服务提供商越来越关注提升网络的QOS(Quality of Service，服务质量)能力，以便提供更广泛的服务种类，支持更加严格的服务标准包装，从而提升网络资源的利用率。

如图1所示，在传统的QOS优先级队列调度的设计中，报文经过报文分类模块进行优先级分类，根据不同的优先级进入队列管理单元的不同队列；队列管理单元维护了n个不同队列缓存，队列调度模块根据这n个队列的QOS策略和队列缓存信息进行调度，最后报文从出队模块调度出队。这种传统QOS优先级队列调度的队列管理单元结构复杂，需要维护n个不同队列；n个队列缓存的出队调度控制逻辑设计上也比较复杂，会对调度***时序和时延带来麻烦。因此，传统的QOS队列调度技术在队列管理部分和队列调度策略上都比较复杂，队列管理单元需要维护不同的优先级队列，报文调度模块需要根据报文QOS策略配置模块给出的不同队列的优先级策略和入队报文存储情况进行调度。传统的QOS队列调度技术能提供丰富的QOS特性，但多队列的管理方式会消耗较大的队列缓存资源和调度逻辑资源，这会给网络设备带来更多的研发和维护成本。在只需要简单QOS功能的网络设备，比如企业网或者低端交换机路由器这些对成本较为敏感，用传统的QOS队列调度技术会为设备设计带来较大的困难。

发明内容

根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是多队列的管理方式消耗较大的队列缓存资源和调度逻辑资源，给网络设备带来更多的研发和维护成本。

根据本发明实施例提供的一种优先级队列调度的方法，包括：

在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；

根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。

优选地，在所述确定当前入队报文的丢弃水线之前，所述方法还包括：

根据QOS策略，设置并保存对应不同报文优先级的报文丢弃水线。

优选地，所述在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线包括：

确定写入缓存队列的入队报文的优先级；

通过从预存的多个报文丢弃水线中查找与所述入队报文的优先级相匹配的丢弃水线，得到当前入队报文的丢弃水线。

优选地，所述根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度包括：

通过将所述缓存队列的当前缓存状态与所述当前入队报文的丢弃水线进行对比，确定所述入队报文是需要进行丢弃还是需要进行调度；

当所述缓存队列的当前缓存状态大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行丢弃操作；

当所述缓存队列的当前缓存状态不大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行调度操作。

优选地，所述对所述入队报文进行调度操作包括：

将所述入队报文存入缓存队列中，并更新队列状态表中队列报文和队列长度信息；

判断所述队列长度信息是否构成一个完整的队列报文；

在判断结果为是的情况下，将所述缓存队列中的报文进行调度出队。

优选地，还包括：

当带宽匹配或入队报文数量较少时，将所有的入队报文按照先进先出的方式进行调度出队。

根据本发明实施例提供的一种优先级队列调度的装置，包括：

确定丢弃水线模块，用于在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；

报文调度模块，用于根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。

优选地，还包括：

设置丢弃水线单元，用于根据QOS策略，设置并保存对应不同报文优先级的报文丢弃水线。

优选地，所述确定丢弃水线模块包括：

确定优先级单元，用于确定写入缓存队列的入队报文的优先级；

确定丢弃水线单元，用于通过从预存的多个报文丢弃水线中查找与所述入队报文的优先级相匹配的丢弃水线，得到当前入队报文的丢弃水线。

优选地，所述报文调度模块包括：

对比单元，用于通过将所述缓存队列的当前缓存状态与所述当前入队报文的丢弃水线进行对比，确定所述入队报文是需要进行丢弃还是需要进行调度；

报文丢弃单元，用于当所述缓存队列的当前缓存状态大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行丢弃操作；

报文调度单元，用于当所述缓存队列的当前缓存状态不大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行调度操作。

根据本发明实施例提供的方案，应用在需要简单QOS功能或者对成本较为敏感的网络设备上，降低了QOS功能的资源消耗和设计难度，给用户带来了更好的经济效益和性能提升。

附图说明

图1是现有技术提供的传统QOS优先级队列调度装置的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种优先级队列调度的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种优先级队列调度的装置示意图；

图4是本发明实施例提供的新型QOS优先级队列调度装置示意图；

图5是发明的实施例提供的新型QOS优先级队列调度实现流程图。

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是本发明实施例提供的一种优先级队列调度的方法流程图，如图2所示，包括：

步骤S201：在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；

步骤S202：根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。

其中，在所述确定当前入队报文的丢弃水线之前，所述方法还包括：根据QOS策略，设置并保存对应不同报文优先级的报文丢弃水线。

其中，所述在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线包括：确定写入缓存队列的入队报文的优先级；通过从预存的多个报文丢弃水线中查找与所述入队报文的优先级相匹配的丢弃水线，得到当前入队报文的丢弃水线。

其中，所述根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度包括：通过将所述缓存队列的当前缓存状态与所述当前入队报文的丢弃水线进行对比，确定所述入队报文是需要进行丢弃还是需要进行调度；当所述缓存队列的当前缓存状态大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行丢弃操作；当所述缓存队列的当前缓存状态不大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行调度操作。具体地说，所述对所述入队报文进行调度操作包括：将所述入队报文存入缓存队列中，并更新队列状态表中队列报文和队列长度信息；判断所述队列长度信息是否构成一个完整的队列报文；在判断结果为是的情况下，将所述缓存队列中的报文进行调度出队。

本发明实施例还包括：当带宽匹配或入队报文数量较少时，将所有的入队报文按照先进先出的方式进行调度出队。

图3是本发明实施例提供的一种优先级队列调度的装置示意图，如图3所示，包括：确定丢弃水线模块，用于在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；报文调度模块，用于根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。

本发明实施例还包括：设置丢弃水线单元，用于根据QOS策略，设置并保存对应不同报文优先级的报文丢弃水线。

其中，所述确定丢弃水线模块包括：确定优先级单元，用于确定写入缓存队列的入队报文的优先级；确定丢弃水线单元，用于通过从预存的多个报文丢弃水线中查找与所述入队报文的优先级相匹配的丢弃水线，得到当前入队报文的丢弃水线。

其中，所述报文调度模块包括：对比单元，用于通过将所述缓存队列的当前缓存状态与所述当前入队报文的丢弃水线进行对比，确定所述入队报文是需要进行丢弃还是需要进行调度；报文丢弃单元，用于当所述缓存队列的当前缓存状态大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行丢弃操作；报文调度单元，用于当所述缓存队列的当前缓存状态不大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行调度操作。所述报文调度单元还用于将所述入队报文存入缓存队列中，并更新队列状态表中队列报文和队列长度信息；判断所述队列长度信息是否构成一个完整的队列报文；在判断结果为是的情况下，将所述缓存队列中的报文进行调度出队。

图4是本发明实施例提供的新型QOS优先级队列调度装置示意图，如图4所示，包括：报文分类模块、队列汇聚模块、报文QOS策略配置模块和出队模块。所述报文分类模块跟大多数QOS优先级队列调度模块类似，负责区分不同的报文业务，识别报文特定字段或者通道信息将报文分为不同队列，打上队列标签送入队列汇聚模块。队列汇聚模块，不再维护多个队列缓存，而用1个大容量的队列来代替，负责缓存入队报文，保存报文QOS策略配置模块配置的n个队列的丢弃水线，维护一个大容量缓存buffer，并将buffer缓存报文送入出队模块。报文在写入缓存buffer前，会先比较buffer的缓存状态和报文QOS策略配置模块配置的丢弃水线来判断入队或者丢弃，当buffer缓存水线小于等于入队报文所在队列的丢弃水线时，将报文进行入队操作，当buffer缓存水线大于入队报文所在队列的丢弃水线时，将报文进行丢弃操作。报文QOS策略配置模块，根据不同QOS测略配置不同丢弃线，即负责接收用户对不同业务报文的优先级配置。跟传统QOS策略配置模块把配置信息配置在队列调度模块上不相同，本模块根据队列汇聚模块缓存buffer的容量和QOS带宽策略，转换不同优先级业务为队列汇聚模块的丢弃水线。QOS策略是高优先级报文享受最大缓存最晚丢弃，低优先级报文享受最小缓存最早丢弃。出队模块，负责对队列汇聚模块的报文采用先进先出的方法，直接进行出队操作，将传统队列调度模块和出队模块功能进行了优化。

具体地说，所述队列汇聚模块包括设置丢弃水线单元，用于根据QOS策略，设置并保存对应不同报文优先级的报文丢弃水线；确定丢弃水线模块，用于在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；报文调度模块，用于根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。具体地说，报文调度模块具体用于通过将所述缓存队列的当前缓存状态与所述当前入队报文的丢弃水线进行对比，确定所述入队报文是需要进行丢弃还是需要进行调度；当所述缓存队列的当前缓存状态大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行丢弃操作；当所述缓存队列的当前缓存状态不大于所述当前入队报文的丢弃水线时，将所述入队报文存入缓存队列中，并更新包含队列报文和队列长度信息的队列状态表；根据所述队列状态表中的队列报文和队列长度信息，确定缓存队列中的报文是否需要进行调度出队；当所述队列长度信息构成一个完整的队列报文时，所述缓存队列中的报文发送至出队模块进行调度出队。

综上所述，当带宽匹配或者流量较小时，所有优先级队列报文先进先出正常进行入队出队操作。当网络环境配置流量控制或者流量突发时，队列汇聚模块根据报文QOS策略配置模块设置的不同丢弃水线进行选择丢弃，高优先级报文享受高容量缓存最晚丢弃，分配了最大带宽，低优先级报文享受低容量缓存最早丢弃，分配了最低带宽。不同优先级队列水线的配合下实现了不同优先级队列的QOS调度。

图5是发明的实施例提供的新型QOS优先级队列调度实现流程图，如图5所示，包括：

步骤S501：根据QOS策略配置不同队列丢弃水线；

等待用户配置QOS策略，根据最新的QOS策略，配置队列汇聚模块buffer中不同队列的丢弃水线；

步骤S502：判断是否收到入队使能；

判断是否收到入队使能，如收到则执行S503，如否则继续等待；

步骤S503：对申请入队的报文进行报文分类；

对申请入队的报文进行报文分类，通过识别入队报文特定字段或者通道信息将入队报文分为不同队列，打上队列标签送入队列汇聚模块；

步骤S504：缓存状态是否大于申请入队队列的丢弃水线；

有申请入队操作，读取此时队列缓存状态，读取配置表中申请入队队列的丢弃水线值，将缓存状态和丢弃水线值进行比较，当缓存状态大于丢弃水线时，进行S505丢弃报文操作，当缓存状态小于等于丢弃水线时，进行S506入队操作，将报文进行缓存；

步骤S505：丢弃该队列报文；

该队列超过预定带宽，将该队列申请入队操作报文进行丢弃，同时进行S507更新队列状态表操作，更新该队列报文丢弃计数等；

步骤S506：存入队列缓存；

该队列报文允许入队，将该队列申请入队操作的报文存入队列缓存，同时进行S507更新队列状态表操作，更新该队列报文缓存报文个数和长度信息等；

步骤S507：更新队列状态；

更新队列状态表操作，根据入队操作或者调度出队操作更新队列状态表，队列状态表记录的是各队列报文个数和长度信息，队列状态表记录的报文数触发S508操作；

步骤S508：出队操作。

按照队列信息进行出队操作。

根据本发明实施例提供的方案，不再维护多个队列缓存和进行复杂的QOS调度，降低QOS功能的资源消耗和设计难度，节省了物料和人力成本。

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)

1.一种优先级队列调度的方法，包括：

在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；

根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。

2.根据权利要求1所述的方法，在所述确定当前入队报文的丢弃水线之前，所述方法还包括：

根据QOS策略，设置并保存对应不同报文优先级的报文丢弃水线。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线包括：

确定写入缓存队列的入队报文的优先级；

通过从预存的多个报文丢弃水线中查找与所述入队报文的优先级相匹配的丢弃水线，得到当前入队报文的丢弃水线。

4.根据权利要求3所述的方法，所述根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度包括：

通过将所述缓存队列的当前缓存状态与所述当前入队报文的丢弃水线进行对比，确定所述入队报文是需要进行丢弃还是需要进行调度；

当所述缓存队列的当前缓存状态大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行丢弃操作；

当所述缓存队列的当前缓存状态不大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行调度操作。

5.根据权利要求4所述的方法，所述对所述入队报文进行调度操作包括：

将所述入队报文存入缓存队列中，并更新队列状态表中队列报文和队列长度信息；

判断所述队列长度信息是否构成一个完整的队列报文；

在判断结果为是的情况下，将所述缓存队列中的报文进行调度出队。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

当带宽匹配或入队报文数量较少时，将所有的入队报文按照先进先出的方式进行调度出队。

7.一种优先级队列调度的装置，包括：

确定丢弃水线模块，用于在入队报文写入缓存队列时，根据预存的多个报文丢弃水线，确定当前入队报文的丢弃水线；

报文调度模块，用于根据所述缓存队列的当前缓存状态以及当前入队报文的丢弃水线，对所述入队报文进行调度。

8.根据权利要求7所述的装置，还包括：

设置丢弃水线单元，用于根据QOS策略，设置并保存对应不同报文优先级的报文丢弃水线。

9.根据权利要求7或8所述的装置，所述确定丢弃水线模块包括：

确定优先级单元，用于确定写入缓存队列的入队报文的优先级；

确定丢弃水线单元，用于通过从预存的多个报文丢弃水线中查找与所述入队报文的优先级相匹配的丢弃水线，得到当前入队报文的丢弃水线。

10.根据权利要求9所述的装置，所述报文调度模块包括：

对比单元，用于通过将所述缓存队列的当前缓存状态与所述当前入队报文的丢弃水线进行对比，确定所述入队报文是需要进行丢弃还是需要进行调度；

报文丢弃单元，用于当所述缓存队列的当前缓存状态大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行丢弃操作；

报文调度单元，用于当所述缓存队列的当前缓存状态不大于所述当前入队报文的丢弃水线时，对所述入队报文进行调度操作。