[发明专利]一种结合整形的分级式队列调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，具体来讲是一种结合整形的分级式队列调度方法。

背景技术

随着网络应用的飞速发展，各种新型业务不断出现，各种网络数据量也越来越大，网络拥塞极为常见。对网络的Qos(Quality ofService，服务质量)性能提出了更高的、更差异化的要求。队列调度和整形正是Qos技术的关键。数据通信设备使用队列调度用于保证高优先级的业务流能够被优先调用，低优先级的业务流后被调用，或者使用队列调度使各种业务流按照各种配置的权重来被调度转发。使用队列整形则对某种业务的流量进行速率限制，使该业务的流量不至于占用过多的网络资源从而使其他业务的流量得不到保证。

所述队列调度的关键技术一般是采用SP(strict priority，严格优先级队列)或WRR(weighted round robin，加权公平队列)，或者是两者的结合。其中，SP是将优先级高的队列优先调度发送，优先级低的队列只有在优先级高的队列空才会被发送；WRR为每个队列配置一个权值，各个队列按照权值发送数据包，要求高的队列分配较多的权值，要求低的队列分配较少的权值，这样能保证每个队列都能得到服务；SP与WRR结合则是将某些队列设置为SP模式，其余队列设置为WRR模式，在调度是首先发送SP队列，只有SP队列空时对其余队列按照WRR模式进行调度发送。

所述队列整形的关键技术一般是对每个队列采用单令牌桶算法整形或者双令牌桶算法整形。其中，单令牌桶算法通过配置令牌桶的填充速率和令牌桶的深度，将该队列的流量速率限制在填充速率下；双令牌桶算法则是采用均值令牌桶和峰值令牌桶，分别配置不同的填充速率和令牌桶深度，均值令牌桶的填充速率为该队列提供的最小保证带宽，峰值令牌桶的填充速率则对该队列进行最大带宽限制。

目前，现有的技术是将队列调度和整形独立使用，其步骤如下：

1、对各个队列的调度模式和权值，以及整形令牌桶的填充速率和最大深度进行配置；

2、队列模块根据队列调度模式和权值进行队列的调度选择，并从队列模块读取相应的数据包；

3、整形模块根据数据包的长度进行判断，若包长度小于令牌桶的令牌数则允许发送；否则退回到队列中。

这种技术独立使用的缺点在于：

1、队列调度选择进行调度的队列，并从队列中读取的数据包，如果在整形模块的长度判断时，判决为不允许通过，则会退回到该队列中，降低了调度效率，并增加了电路处理的复杂性。

2、在流量拥塞的情况下，若优先级高的队列在SP模式或WRR模式下配置的权值过大，就会长期占用调度机会，使优先级低的队列得不到调度机会，无法得到最小保证带宽。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种结合整形的分级式队列调度方法，可以提高数据包的调度效率，简化电路，并使每个队列的最小保证带宽得到保证。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种结合整形的分级式队列调度方法，包括如下步骤：a.根据输入数据包的队列号，将数据包描述信息存放到相应的队列中，若数据包描述信息不为空，则存放该数据包描述信息的队列为激活状态，即为激活队列；b.为每个队列配置整形参数，包括双令牌桶中均值令牌桶的填充速率和最大深度、峰值桶的填充速率和最大深度、调度模式以及相应的权值；c.采用一个双令牌桶对每个队列的流量进行整形，令牌桶根据配置的填充速率定时注入令牌，并在调度一个包描述信息时将减去相应令牌桶的令牌数，确定该队列的流量整形状态；d.根据每个队列的整形状态、激活状态、配置的调度模式、配置权值，进行分级式的调度选择，选择进行调度的队列，并从选择的队列中读取一个数据包描述信息；e.根据所读取的数据包描述信息，将读取数据向下游发送。

在上述技术方案的基础上，若一个队列均值令牌桶的令牌数为正，则该队列的整形状态为状态1，表示该队列的流量没有达到最小保证带宽；若一个队列均值令牌桶的令牌数为负而峰值桶的令牌数为正，则该队列的整形状态为状态2，表示该队列的流量达到了最小保证带宽但没有超过最大限制带宽；若一个队列均值令牌桶的令牌数和峰值令牌桶的令牌数均为负，则该队列的整形状态为状态3，表示该队列的流量超过了最大限制带宽。

在上述技术方案的基础上，所述均值令牌桶的令牌注入数量由配置的均值令牌桶的填充速率决定，峰值令牌桶的令牌注入数量由配置的峰值令牌桶的填充速率决定。