[发明专利]通信量管理器和用于通信量管理器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含调度器、多个队列和多个被分级地布置在根节点下的一个或多个调度层的调度节点的通信量管理器，每一个调度节点被配置为根据优先级来服务较低调度层的队列或调度节点。

背景技术

在通信网络中，具有许多通信量特性和服务质量要求的服务可以共享物理或逻辑网络接口的带宽。具有不同要求的服务的示例是语音服务、视频服务、尽力服务和控制报文(control messaging)服务。服务可以具有最小的速率，这在大多情况下可以被确保。然而，在一些应用(例如宽带汇聚)中，所确保的最小速率被过多定购，即最小速度不能每次被保证，其导致在具有非常高的带宽需求时期服务质量被降低，例如，增加了服务的延迟。

假设一种树形分级结构，在该分级结构中，根表示100Mbps以太网接口；子根(children of the root)是虚拟局域网(VLANs)；而每一个VLAN有两个表示该树中叶的队列，其中队列存储属于服务的分组。进一步，假设每一个VLAN具有8Mbps的最高速率，并且该两个队列中的所述一个具有5Mbps的最小带宽保证。如果最小速率过多定购不被允许，则100Mbps以太网接口不能支持多于20个的VLAN，因为跨越所有VLAN的最小带宽保证的和是：5Mbps*20＜＝100Mbps。另一方面，如果过多定购被允许，则可以支持不止20个的VLAN。

因为并不是所有的用户同时是活动的，所以过多定购可以通过统计型多路转换来处理，这样调度器(scheduler)中所分配的最小速率的和可以超过总的可用速率。

然而，在其中所需求的最小速率的和超过所分配的最小速率的和的情形可以存在。即使这样的情形可能只以很小的概率发生，但理想的是能够控制那些情形。

Olsen等人的US 2005/0249220A1描述了一种分级通信量管理系统以及确保多个队列中的每一个被保证最小速率、额外的带宽根据预先定义的权重共享、每一个队列不能超过指定的最大速率、以及数据链接在最大速率限制中被最大限度地利用的方法。

Olsen等人的US 2005/0249220A1中，每一个队列或节点有两组属性；入对属性和出队属性。入对属性控制数据分组如何进入队列，并照此控制队列的深度。出队属性控制数据分组如何退出队列，并照此控制队列相对于其他队列的调度。进一步，Olsen等人描述允许子节点被配置有最小速率的最小速率传播，尽管父节点并不具有相等或更大的最小速率。通过最小速率传播，父节点具有有条件的最小速率保证，意味着当在具有最小速率保证的子节点上出现通信量时，父节点也具有将仅用于来自具有该保证的子节点的通信量的最小速率保证。

Olsen等人公开的最小速率传播在应用中提供效率，在该应用中，过多定购是普遍的并且不可能或不希望给每一个父节点其自己的保证，然而对于某些子节点服务的一些被提供的服务的传送是所需要的。

Olsen等人的US 2005/0249220A1所公开的方法和系统的一个缺点是，优先级只从子节点传播到父节点而没有在分级结构中进一步传播。因此，不可能以准确的方式处理子节点中最小速率的和高于父节点中最小速率的和的情况。因此，Olsen等人不能处理汇聚服务并因此不能控制最小速率过多定购情况下的带宽分配。另一个缺点是优先级属性与单个用户定义的带宽相关，由此任何达到此带宽的通信量都被看作优先级通信量，并被给予高于其他较低优先级队列的优先级，这使得根据所使用的调度算法，带宽将在高优先级队列的通信量间分配。

Wu等人的US 2007/0104210A1描述了在网络设备中动态管理缓存以及以对数据分组的流的最小和最大整形调度数据传送，使得所有的输出带宽可以根据设定的需要而被公平且充分地利用。

对每一个队列，在最小带宽保证整形期间，将基于独立的最小带宽严格优先级寄存器，根据轮询调度或严格优先级调度来选择带调度器。

在满足了最小带宽保证之后，每一个队列进入最大带宽允许区域中，在该区域中，调度器将使用加权差额轮询(weighted deficit round robin，WDRR)或严格优先级(SP)来从不同的服务质量(QoS)队列中选择数据分组。

Wu等人的US 2007/0104210A1既没有公开能够处理汇聚服务的方法也没有公开能够处理汇聚服务的的系统，且所公开的方法和系统因此在最小速率过多定购的情况下不能控制带宽分配。

发明内容