技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流量管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及隊(duì)列調(diào)度系統(tǒng)及方法。?

背景技術(shù)

隨著IP網(wǎng)絡(luò)上新應(yīng)用的不斷出現(xiàn)，對IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量也提出了新的要求，例如IP語音(VoIP，Voice?over?IP)等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)就對報(bào)文的傳輸延遲提出了較高要求，如果報(bào)文傳送延時(shí)太長，將是用戶所不能接受的。為了支持具有不同服務(wù)需求的語音、視頻以及數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，要求網(wǎng)絡(luò)能夠區(qū)分出不同的業(yè)務(wù)，進(jìn)而為之提供相應(yīng)的服務(wù)。為此，服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality?ofService)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。而在高端交換機(jī)和路由器中，QoS特性可以通過流識別分類、流策略、隊(duì)列管理和優(yōu)先級映射等處理實(shí)現(xiàn)。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增長以及多業(yè)務(wù)承載的運(yùn)營級需求，高端交換機(jī)和路由器在QOS處理中都采用硬件分布式處理。?

圖1為基本的高端交換機(jī)和路由器的硬件架構(gòu)圖，如圖1所示，其中，F(xiàn)ramer/MAC/PHY模塊完成出接口的適配；PE模塊完成流查找轉(zhuǎn)發(fā)和流分類識別處理；流量管理(TM，Traffic?Management)模塊完成流量管理，即QoS處理中隊(duì)列調(diào)度和流量監(jiān)控等操作；交換網(wǎng)適配(FA)模塊完成內(nèi)部交換網(wǎng)的適配，如內(nèi)部報(bào)文切片、板間流量管理等；FABRIC即為交換網(wǎng)架構(gòu)，完成報(bào)文交換。?

圖2為現(xiàn)有的TM模塊的內(nèi)部通用架構(gòu)，如圖2所示，其中，IIF模塊用于接收并緩存報(bào)文，同時(shí)將PE模塊的報(bào)文解析結(jié)果送給入隊(duì)模塊進(jìn)行處理。入隊(duì)模塊根據(jù)選擇的隊(duì)列向隊(duì)列管理模塊(QM，Queue?Management)申請入隊(duì)，并完成入隊(duì)的隊(duì)列擁塞控制檢查；如果為多播處理則完成多播入?隊(duì)復(fù)制。出隊(duì)模塊則根據(jù)端口發(fā)送狀態(tài)向QM模塊申請某個(gè)隊(duì)列的報(bào)文出隊(duì)，同時(shí)完成出隊(duì)的隊(duì)列調(diào)度和各個(gè)隊(duì)列的流量整形或流量監(jiān)管。?

圖3為現(xiàn)有的TM模塊進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度的框圖，如圖3所示，出口調(diào)度往往基于流、優(yōu)先級和端口進(jìn)行三級調(diào)度。調(diào)度一般采用前向隊(duì)列狀態(tài)判斷，后向隊(duì)列調(diào)度的方式，即隊(duì)列狀態(tài)逐級向前提供，各級判斷是否有報(bào)文允許調(diào)度；同時(shí)輪詢本級隊(duì)列以決定哪個(gè)隊(duì)列輸出，并逐級向后申請調(diào)度。?

圖4為現(xiàn)有的入隊(duì)處理的流程圖，如圖4所示，其具體步驟如下：?

步驟401：入隊(duì)模塊為每個(gè)流設(shè)置一個(gè)隊(duì)列，保存流ID與隊(duì)列號的對應(yīng)關(guān)系。?

步驟402：入隊(duì)模塊接收報(bào)文，根據(jù)報(bào)文中的流ID，找到流ID對應(yīng)的隊(duì)列m。?

步驟403：入隊(duì)模塊從入隊(duì)參數(shù)表中讀取隊(duì)列m的參數(shù)，如：入隊(duì)算法等。?

步驟404：入隊(duì)模塊采用入隊(duì)算法如：加權(quán)隨機(jī)早期檢測(WRED，Weighted?Random?Early?Detection)/尾丟棄(TD，Tail?Drop)算法進(jìn)行計(jì)算。?

步驟405：入隊(duì)模塊根據(jù)計(jì)算結(jié)果，判斷是否允許報(bào)文入隊(duì)列m，若是，執(zhí)行步驟407；否則，執(zhí)行步驟406。?

步驟406：入隊(duì)模塊丟棄該報(bào)文，本流程結(jié)束。?

步驟407：入隊(duì)模塊向QM模塊發(fā)送攜帶隊(duì)列號m的入隊(duì)請求。?

步驟408：QM模塊接收入隊(duì)請求，將報(bào)文放入隊(duì)列m中，并更新自身保存的隊(duì)列m的參數(shù)，如：隊(duì)列m的長度、空滿狀態(tài)等。?

QM模塊維護(hù)各隊(duì)列的地址管理、長度管理、空滿狀態(tài)管理等，并根據(jù)入隊(duì)、出隊(duì)請求更新隊(duì)列參數(shù)。?

圖5為現(xiàn)有的出隊(duì)列調(diào)度的流程圖，如圖5所示，其具體步驟如下：?

步驟501：預(yù)先根據(jù)優(yōu)先級將隊(duì)列劃分成多個(gè)調(diào)度組，對于每個(gè)調(diào)度組，QM模塊將每個(gè)調(diào)度組內(nèi)各個(gè)隊(duì)列的空滿狀態(tài)通知第一級調(diào)度器；根據(jù)每個(gè)調(diào)度組內(nèi)的各個(gè)隊(duì)列的空滿狀態(tài)得到每個(gè)調(diào)度組的空滿狀態(tài)，將每個(gè)調(diào)度組?的空滿狀態(tài)通知第二級調(diào)度器，根據(jù)每個(gè)調(diào)度組的空滿狀態(tài)確定整個(gè)調(diào)度隊(duì)列的空滿狀態(tài)，將整個(gè)調(diào)度隊(duì)列的空滿狀態(tài)通知第三級調(diào)度器。?

每個(gè)優(yōu)先級對應(yīng)一個(gè)調(diào)度組。?

若一個(gè)調(diào)度組內(nèi)的所有隊(duì)列都為空，則該調(diào)度組為空；只要一個(gè)調(diào)度組內(nèi)有任意一個(gè)隊(duì)列不為空，則該調(diào)度組為滿。若所有調(diào)度組都為空，則整個(gè)調(diào)度隊(duì)列為空，只要有一個(gè)調(diào)度組不為空，則整個(gè)調(diào)度隊(duì)列為滿。?

步驟502：出隊(duì)模塊的第三級調(diào)度器對端口進(jìn)行輪詢，設(shè)輪詢結(jié)果為端口p，將輪詢結(jié)果發(fā)送給第二級調(diào)度器。?

步驟503：出隊(duì)模塊的第二級調(diào)度器接收第三級調(diào)度器發(fā)來的輪詢結(jié)果，根據(jù)QM模塊發(fā)來的各調(diào)度組的空滿狀態(tài)，對各調(diào)度組進(jìn)行基于優(yōu)先級的輪詢，設(shè)輪詢結(jié)果為調(diào)度組q，將輪詢結(jié)果發(fā)送給第一級調(diào)度器。?