[发明专利]支持层次化队列调度和流量整形的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术，尤其是网络交换设备中流量管理引擎中队列调度和流量整形的方法及装置。

背景技术

交换芯片分为上行方向报文处理引擎、流量管理引擎和下行方向报文处理引擎。报文在上行方向处理引擎中根据报文头部携带的外部优先级字段（如802.1p、DSCP等）映射得到交换芯片内部处理优先级，并查找转发表得到下一跳出去的目的端口号。流量管理引擎接收到报文后，根据目的端口号和内部优先级计算缓存队列索引号。报文需要通过队列丢弃管理算法后才准许进入缓存队列等待调度。

现有网络交换芯片中流量管理引擎在设计上只考虑了在端口级别安排调度器，并且端口级别调度器服务于业务队列之间的流量调度，不支持用户之间的流量按照比例共享端口带宽，不符合层次化流量调度的设计理念。现有技术中网络交换芯片的不足之处在于：(1) 会产生混乱的带宽抢占结果，某个用户的带宽可能被其他用户高优先级业务抢占，不能保证每个用户的总体带宽；(2) 不能真实体现IP组网中接入-汇聚-核心三层网络拓扑结构。接入层为不同用户提供各种接入手段；汇聚层对接入层业务流汇聚；核心层保证快速转发。汇聚层交换设备要求集中配置H-QoS功能，把下挂的各类通信设备、业务类型映射到汇聚点的不同层次节点上，进行层次化的QoS管理；(3) 用户流量整形器和业务队列之间缺乏联动机制，某个业务队列未用完的带宽不能被其他业务队列所使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支持层次化队列调度和流量整形的方法。该方法真实体现接入-汇聚-核心的层次化网络拓扑，结构灵活、硬件开销低，切合网络对H-QoS部署的实际需求。

相应于所述方法，本发明还提供一种持层次化队列调度和流量整形的装置。

为实现上述发明目的之一，本发明提供了一种支持层次化队列调度和流量整形的方法，包括如下步骤：

S1、接收报文并为所述报文映射内部优先级；

S2、报文进入缓存队列管理单元，缓存队列WRED算法对响应性流和非响应性流进行区分，并针对响应性流和非响应性流配置不同的丢弃阈值，以保证在网络拥塞的状况下，提前丢弃非响应性流，保护响应性流；

S3、将报文送进缓存队列并通过三层流量整形器进行流量整形，对缓存队列中的报文进行业务组调度和端口级调度后送出队列；

S4、对报文进行编辑并将其从目的端口送出。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中“缓存队列WRED算法对响应性流和非响应性流进行区分，并针对响应性流和非响应性流配置不同的丢弃阈值”具体为：

对响应性流中符合流量规格中关于承诺速率约定的报文，即被标记为绿色的报文，设置第一丢弃阈值和第一丢弃概率；

对响应性流中超过承诺速率且低于峰值速率的报文，即被标记为黄色的报文，设置第二丢弃阈值和第二丢弃概率；

对响应性流中违犯流量规格中关于峰值速率限制的报文，即被标记为红色的报文，设置第三丢弃阈值和第三丢弃概率；

对非响应性流设置第四丢弃阈值和第四丢弃概率；

其中，所述第一丢弃阈值>第二丢弃阈值>第三丢弃阈值>第四丢弃阈值，相应地，所述第一丢弃概率<第二丢弃概率<第三丢弃概率<第四丢弃概率。

作为本发明的进一步改进，所述三层流量整形器包括：业务队列层流量整形器、业务组层流量整形器和端口流量整形器，在业务组内，设置多个硬件实现的流量整形器和两个虚拟的流量整形器，硬件实现的流量整形器包括一个PIR流量整形器、若干CIR流量整形器和若干EIR流量整形器；虚拟的流量整形器包括CIR_pass流量整形器和CIR_fail流量整形器。

作为本发明的进一步改进，所有硬件实现的流量整形器采用令牌桶算法实现。

作为本发明的进一步改进，在每个业务组内设置一个PIR流量整形器、若干CIR流量整形器和若干EIR流量整形器，所有业务队列必须经过PIR流量整形器。

作为本发明的进一步改进，所述CIR流量整形器与所述EIR流量整形器为可相互转换的，通过一标识位来标识当前流量整形器的类型。

作为本发明的进一步改进，所有底层的CIR流量整形器中溢出的令牌可以共享到其他的CIR流量整形器中以供使用。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体为：