[发明专利]一种服务质量调度方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种服务质量调度方法和装置。

背景技术

伴随网络技术、多媒体技术的飞速发展，互联网协议(Internet Protocol，IP)网在承载万维网(World Wide Web，WWW)、文件传送协议(File Transfer Protocol，FTP)、电子邮件(E-mail)等服务的基础上，开始越来越多地承载互联网协议电话(Voice over Internet Protocol，VoIP)以及交互式多媒体通信业务。

由于每种业务要求的传输时延和抖动等服务参数不尽相同；因此，为用户提供服务质量(Quality of Service，QOS)成为互联网(Internet)发展的重要挑战。网络QoS技术作为公认的网络的核心技术之一，是当前网络研究和开发的热点。IP QoS的研究涉及许多内容，因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)已经提出了许多服务模型与机制来满足QoS需求，典型的有：集成服务(IntServ)/资源预留协议(Resource ReSerVation Protocol，RSVP)模型、区分服务(DiffServ)模型、多协议标签交换(Multiprotoco Label Switching，MPLS)与流量工程(Traffic Engineering)等，而国际电信联盟-电信标准部门(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，ITU-T)则更偏重于QoS整体框架的制定和IP性能指标体系的构建。此外，城域网交换论坛(Multiservice Switching Forum，MSF)等组织也提供了多种端到端的IP QoS解决方案。

对于网络业务来说，服务质量包括：传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。提高服务质量则需要保证传输的带宽，降低传送的时延，降低数据的丢包率以及时延抖动等。服务质量涉及网络应用的方方面面，只要是对网络应用有利的措施，其实都是在提高服务质量。因此，从这个意义上来说，防火墙、策略路由、快速转发等也都是提高网络业务服务质量的措施之一。

虽然企业和运营商想在努力扩展链路带宽，但是现实网络上各种应用对带宽的消耗速度远远超出企业和运营商带宽扩充能力，也就是说网络的拥塞成为常态，这也决定了拥塞管理这一技术的重要性。

队列调度机制在QoS技术体系中属于拥塞管理的范畴。拥塞管理是指：网络发生拥塞时进行管理和控制，方法是：使用合适的队列技术来确保关键业务的优先保障。在出接口发生拥塞时，通过适当的队列调度机制，可以优先保证某种类型的报文的QoS参数，例如带宽、时延、抖动等。可以理解的是这里的队列是指出队列，队列的技术实质是指向指定缓存的一系列指针，其作用是在接口有能力发送报文之前先将报文在缓存中保留下来，直到接口可以继续发送报文，所以队列调度机制在出端口发生拥塞情况下产生作用，另外一个主要作用就是将报文重新排序。

队列调度算法是实现队列调度机制的核心，是网络资源管理的重要内容，通过控制不同类型的分组对链路带宽的使用，使不同的数据流得到不同等级的服务。

调度算法的工作模式可以分为两种：工作保留模式和非工作保留模式。如果队列中有数据包等待发送服务器就工作的调度算法称为工作保留调度算法；如果队列中有数据包等待发送但服务器仍然处于空闲状态的调度算法称为非工作保留调度算法，例如，即使服务器处于空闲状态同时队列中有数据包等待发送，但是为了等待下一个高优先级的数据包服务器也会推迟当前数据包的传输，这种调度算法就属于非工作保留调度算法。调度算法的另一种分类方法是根据调度算法的内部结构来划分的，主要有两种：基于优先级分类的调度算法和基于帧结构的调度算法。在基于优先级的调度算法中有一个称为虚拟时间(virtualtime)的全局变量。调度算法根据该变量为每个数据包计算一个时间戳，然后根据时间戳对数据包排序和调度。在基于帧结构的调度算法中，时间被分为固定长度或可变长度的帧。每个数据流所能使用的带宽资源就是每一帧中所允许传输业务量的最大值。