CN100420234C - 流量整形调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明中公开一种流量整形调度方法，应用于异步传输模式数据网络中，包括步骤：a.根据预设的虚拟通道VC的峰值信元速率对该虚拟通道VC中传送的增强型未确定比特率信元进行通用信元速率算法整形；b.以预设的所述的虚拟通道VC的最小信元速率作为该虚拟通道VC的权值，并以所述权值对经所述通用信元速率算法整形的增强型未确定比特率信元进行加权轮循调度以实现流量整形调度。另外，本发明还公开了一种相应的流量整形调度装置。本发明先采用通用信元速率对增强型未确定比特率信元进行整形，然后采用加权轮循进行调度，实现简单。

Description

流量整形调度方法及装置

技术领域

本发明涉及一种数据传输的方法及装置，更具体的说，本发明涉及一种应用于异步传输模式(ATM，Asynchronous Transfer Mode)数据网络中业务数据的流量整形调度方法及装置。

背景技术

从服务质量QoS角度划分，ATM论坛当前定义的ATM网络业务包括：恒定比特率业务(CBR，Constant Bit Rate)、可变比特率业务(VBR，Variable BitRate)、可用的比特率业务(ABR，Avaliable Bit Rate)、非确定比特率业务(UBR，Unspecified Bit Rate)等。另外，ATM标准还定义了各种QoS参数，具体的，峰值信元速率(PCR，Peak Cell Rate)、持续信元速率(SCR，Sustainable CellRate)、最小信元速率(MCR，Minimum Cell Rate)描述用户想要达到的发送速度。信元延迟变化容限(CDVT，Cell Delay Variation Tolerance)说明信元发送时间可以有多大变化。信元损失率(CLR，Cell Loss Rate)、信元转换延迟(CTD，Cell Transfer Delay)、信元延迟变化(CDV，Cell Delay Variation)三个参数描述网络的特征。最后三个服务质量参数信元差错率(CER，CellError Ratio)、信元块严重出错率(SECBR，Severely Error Cell Block Ratio)、信元误插入率(CMR，Cell Miss insertion)指定网络的特征，它们一般是不可协商的。

目前，对于上述UBR业务类型规定了PCR，但没有规定MCR。对于UBR类型的业务数据，没有最小速率保证，可能会在网络中长期得不到服务。为此，可定义一种新的业务类型，称之为增强型未确定比特率(UBR+，Unspecified Bit Rate+)业务类型。这种新的业务类型是在UBR的基础上，增加MCR的保证。对于UBR+类型的业务，不但可以在PCR范围内充分的利用网络带宽，又可在网络繁忙时保证得到MCR的服务保证，即该业务在网络中最少也可得到MCR速率的发送带宽以避免长期得不到服务。这样，对于UBR+类型的业务，实际的速率模型就是在PCR和MCR之间的任意值，根据网络带宽资源的多少，最少保证有MCR的带宽，最大不超过PCR的带宽。一般的，对于UBR业务，可通过通用信元速率算法整形保证PCR参数，从而实现UBR业务的流量整形调度，但对于UBR+业务在实现流量整形调度时如何既保证PCR参数，同时保证得到MCR的服务保证还是一个尚待解决的问题；

另外，UBR+业务是一种新业务，如何在ATM网络中进行包括所述UBR+业务的各种业务的流量整形调度也是业界尚需解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种流量整形调度方法及装置，以保证UBR+业务的PCR和MCR参数，同时实现包括所述UBR+业务的多业务流量整形调度。

为解决上述问题，本发明的流量整形调度方法，包括：

a、根据预设的虚拟通道VC的峰值信元速率对该虚拟通道VC中传送的增强型未确定比特率信元进行通用信元速率算法整形；

b、以预设的所述的虚拟通道VC的最小信元速率作为该虚拟通道VC的权值，并以所述权值对经所述通用信元速率算法整形的增强型未确定比特率信元进行加权轮循调度以实现流量整形调度。

优化的，步骤a还包括：

对固定比特率信元、可变比特率信元以及未确定比特率信元也进行相应通用信元速率算法整形；

步骤b还包括：

按照优先级对经所述通用信元速率算法整形的固定比特率信元、可变比特率信元、未确定比特率信元和经所述通用信元速率算法以及加权轮循调度的增强型未确定比特率信元进行优先级调度，其中优先级从高到低按照如下次序排列：

固定比特率信元＞可变比特率信元＞增强型未确定比特率信元＞未确定比特率信元。

相应的，本发明的流量整形调度装置，包括：

通用信元速率算法整形装置，用于根据预设的虚拟通道VC的峰值信元速率对该虚拟通道VC中传送的增强型未确定比特率信元进行通用信元速率算法整形；

加权轮循调度装置，用于根据预设的所述的虚拟通道VC的权值对经所述通用信元速率算法整形的增强型未确定比特率信元进行加权轮循调度以实现流量整形调度，其中所述虚拟通道VC的权值为所述虚拟通道VC的最小信元速率。

优化的，所述通用信元速率算法整形装置还对固定比特率信元、可变比特率信元以及未确定比特率信元也进行相应通用信元速率算法整形；

还包括：

优先级调度装置，用于按照优先级对经所述通用信元速率算法整形的固定比特率信元、可变比特率信元、未确定比特率信元和经所述通用信元速率算法以及加权轮循调度的增强型未确定比特率信元进行优先级调度，其中优先级从高到低按照如下次序排列：

固定比特率信元＞可变比特率信元＞增强型未确定比特率信元＞未确定比特率信元。

可选的，所述加权轮循调度装置对于没有信元发送的虚拟通道VC不进行调度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

首先，本发明中对UBR+业务首先根据预设的VC的PCR对该VC中传送的UBR+业务信元进行通用信元速率算法整形，可保证所述UBR+业务的PCR，而以预设的所述的VC的MCR作为该VC的权值，并以所述权值对经所述通用信元速率算法整形的UBR+业务信元进行加权轮循调度，则可使传送的UBR+业务的各个VC得到MCR的服务保证，从而满足所述UBR+业务的流控调度和QoS参数保证；

另外，本发明还采用通用信元速率算法、加权轮循调度以及优先级调度的三级调度策略，对经所述通用信元速率算法整形的CBR、VBR、UBR信元和经所述通用信元速率算法以及加权轮循调度的UBR+信元进行优先级调度，可保证各种业务带宽，实现简单。

附图说明

图1是本发明进行流量整形的具体实施例示意图。

具体实施方式

参考图1，本发明中实现流量整形调度的装置包括：通用信元速率算法整形装置10、加权轮循调度装置11和优先级调度装置12，具体的，为实现对UBR+业务的调度，本发明中采用通用信元速率算法整形装置10和加权轮循调度装置11配合实现，而为实现包括对所述UBR+业务的ATM网络中的多业务流量整形调度，本发明中还需采用所述优先级调度装置12，下面进行详细说明。

所述通用信元速率算法整形装置10，在只对UBR+业务流量整形调度时，主要用于根据预设的虚拟通道VC的峰值信元速率对该虚拟通道VC中传送的UBR+信元进行通用信元速率算法整形，通过所述通用信元速率算法整形装置处理后，可实现对UBR+业务的PCR保证；

另外，为实现所述UBR+业务的MCR保证，本发明中采用了加权轮循调度的方式进行MCR控制，既可保证不影响PCR，同时还能满足MCR的保证，具体的，本发明中通过所述加权轮循调度装置11实现MCR参数的保证，所述加权轮循调度装置11根据预设的虚拟通道VC的权值对经所述通用信元速率算法整形的增强型未确定比特率信元进行加权轮循调度，其中所述虚拟通道VC的权值为所述虚拟通道VC的MCR。

还请参考图1，在实际的ATM网络中除了UBR+业务外，还包括CBR、VBR以及UBR等业务，为此，本发明中实现流量整形调度还包括优先级调度装置12，另外，在实现多业务流量整形调度时，本发明中所述通用信元速率算法整形装置10还对固定比特率信元、可变比特率信元以及未确定比特率信元也进行相应通用信元速率算法整形；而所述优先级调度装置12按照优先级对经所述通用信元速率算法整形的固定比特率信元、可变比特率信元、未确定比特率信元和经所述通用信元速率算法以及加权轮循调度的增强型未确定比特率信元进行优先级调度，其中各个业务类型的优先级从高到底按照如下次序排列：

CBR＞VBR＞UBR+＞UBR。

具体说明流量整形的过程，首先，信元流进入GCRA(通用信元速率算法，也称之为漏桶算法)整型装置进行整型，本发明中对于UBR+类型来说只适用PCR参数，即根据预设的VC的PCR对该VC中传送的UBR+信元进行GCRA算法整形，其他业务类型信元的相应GCRA整形由于是现有技术，且不是本发明的关键，这里不做详细描述。

上述信元流经过GCRA整型后，即使立即发送信元，对于UBR+类型信元也能达到PCR限定的速率，保证了UBR+类型信元不会超过PCR限定的速率。对于非UBR+类型信元，经过整形后直接进入后边的PQ(优先级队列)，按照绝对优先级的顺序进行调度发送。其中对于UBR+类型，本发明中在进行优先级调度之前还以预设的所述VC的MCR作为该VC的权值，用WRR算法进行调度，即以所述权值对经所述GCRA算法整形的UBR+信元进行WRR调度，然后所述UBR+业务类型信元进入PQ队列和其他业务类型信元一起进行优先级调度发送。这样处理后，对于UBR+业务类型信元既保证了PCR，同时也满足了MCR的要求。

如上述，本发明中实现UBR+方案的关键在于上述先用PCR进行GCRA调度，然后用MCR进行加权轮循调度，最后在进行优先级调度的这种策略。采用这样的方案，由于UBR类型在后边的PQ中优先级低于UBR+，按照优先级调度策略，如果UBR+有信元发送，则UBR类型得不到发送机会，即UBR类型不会抢占UBR+的带宽。

另外，即使比UBR+优先级高的CBR或VBR类型的信元占用网络带宽后，按照连接配置的协商，剩余带宽也是大于等于UBR+类型的所有VC的MCR之和，也即UBR+类型信元的带宽一定能够保证。

在经过WRR调度后，UBR+类型的VC的信元将会按照MCR的大小排定了发送机会，举例说明，即假定UBR+类型的VC总的MCR权值10，某条VC的权值为2，则这条VC在10次发送中有2次发送机会，即至少可以发送2个信元。假如给UBR+类型剩余总带宽刚好等于MCR之和，那么这条VC所分得的带宽是总带宽的2/10，刚好能达到MCR值。

当留给UBR+类型的总带宽大于MCR之和时，每条VC都有比MCR更多的发送带宽。这时由于按照权值进行WRR调度，带宽还是按照MCR的比例来划分。由于在WRR调度之前已经按照PCR用GCRA进行整型调度了，在进行WRR调度时，没有信元发送的VC，自动将发送机会让给其他的VC。

当留给UBR+的带宽等于PCR之和时，经过GCRA算法整形后每条VC都能刚好达到PCR速率。如果总带宽大于PCR之和，由于有GCRA算法进行整型调度，保证了每条VC最大发送带宽不超过PCR值。

当留给UBR+的总带宽在MCR之和与PCR之和之间时，每条VC的发送带宽将在PCR和MCR之间波动。通过此方案，保证了每条VC的带宽满足UBR+流量模型。经过WRR调度后，UBR+类型的VC在和其他类型的VC一起在PQ中参与严格的优先级调度。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种流量整形调度方法，应用于异步传输模式数据网络中，其特征在于，包括步骤：

a、根据预设的虚拟通道VC的峰值信元速率对该虚拟通道VC中传送的增强型未确定比特率信元进行通用信元速率算法整形；

b、以预设的所述的虚拟通道VC的最小信元速率作为该虚拟通道VC的权值，并以所述权值对经所述通用信元速率算法整形的增强型未确定比特率信元进行加权轮循调度以实现流量整形调度。

2. 根据权利要求1所述的流量整形调度方法，其特征在于，步骤a还包括：

对固定比特率信元、可变比特率信元以及未确定比特率信元也进行相应通用信元速率算法整形；

步骤b还包括：

按照优先级对经所述通用信元速率算法整形的固定比特率信元、可变比特率信元、未确定比特率信元和经所述通用信元速率算法以及加权轮循调度的增强型未确定比特率信元进行优先级调度，其中优先级从高到低按照如下次序排列：

固定比特率信元＞可变比特率信元＞增强型未确定比特率信元＞未确定比特率信元。

3. 一种流量整形调度装置，应用于异步传输模式数据网络中，其特征在于，包括：

通用信元速率算法整形装置，用于根据预设的虚拟通道VC的峰值信元速率对该虚拟通道VC中传送的增强型未确定比特率信元进行通用信元速率算法整形；

加权轮循调度装置，用于根据预设的所述的虚拟通道VC的权值对经所述通用信元速率算法整形的增强型未确定比特率信元进行加权轮循调度以实现流量整形调度，其中所述虚拟通道VC的权值为所述虚拟通道VC的最小信元速率。

4. 根据权利要求3所述的流量整形调度装置，其特征在于，所述通用信元速率算法整形装置还对固定比特率信元、可变比特率信元以及未确定比特率信元也进行相应通用信元速率算法整形；

还包括：

优先级调度装置，用于按照优先级对经所述通用信元速率算法整形的固定比特率信元、可变比特率信元、未确定比特率信元和经所述通用信元速率算法以及加权轮循调度的增强型未确定比特率信元进行优先级调度，其中优先级从高到低按照如下次序排列：

固定比特率信元＞可变比特率信元＞增强型未确定比特率信元＞未确定比特率信元。

5. 根据权利要求3或4所述的流量整形调度装置，其特征在于，所述加权轮循调度装置对于没有信元发送的虚拟通道VC不进行调度。