CN101060463A - 异步传输模式调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种异步传输模式调度方法及装置。该方法包括：检测到有信元写入PVC后，将有信元入队的PVC作为待调度PVC；从所有待调度PVC中选择PVC进行调度。利用本发明所提供的技术方案，能够提高ATM调度效率。

Description

异步传输模式调度方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术，尤其涉及异步传输模式(ATM)调度方法及装置。

背景技术

ATM是一种采用统计时分复用技术的传送模式，它将信息流组织成固定尺寸的信元传送，可以在同一网络平台上同时传送话音、图像、数据等多种业务，实现宽带化的一网多能。按照服务质量需求的差异，ATM将业务划分为以下几类：恒定比特率(CBR)、实时可变比特率(RT-VBR)、非实时可变比特率(NRT-VBR)、可用比特率(ABR)和不定比特率(UBR)。这几类业务对应话音、图像、数据等不同的服务质量要求，分别具有从高到低不同的优先级。

ATM采用面向连接的方式进行信元传输，在ATM信元传送之前，两端用户需要建立永久虚通路(PVC)。一般ATM系统逻辑支持2k条PVC，每条PVC可以随机配置成CBR、RT-VBR、NRT-VBR、ABR和UBR中的任意一种。在现有技术中，通常采用轮询机制来实现对多条PVC的调度，其具体过程如下：在每个信元发送周期，ATM系统逐条对所有的PVC进行轮询，并根据一定的规则从中选择一条需要调度的PVC，然后将该被选择的PVC队列中的信元发送出去。

也就是说，在现有的轮询调度机制中，每完成一次信元发送都需要对所有的PVC进行逐条轮询。这种轮询调度机制比较适用于PVC条数较少的场合。在PVC条数较多的情况下，这种逐条轮询的机制会花费大量的时间，造成较大时延，导致ATM调度效率的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种ATM调度方法及装置，提高ATM调度效率。

为达到上述目的，本发明提供的ATM调度方法如下：

检测到有信元写入PVC后，将有信元入队的PVC作为待调度PVC；

从所有待调度PVC中选择PVC进行调度。

其中，所述从所有待调度PVC中选择PVC进行调度的过程包括：

设置调度FIFO队列和重调度FIFO队列，将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列；

从调度FIFO队列中读取PVC标识，在读出PVC标识后，判断该PVC是否可以获得服务，如果可以，则将该PVC中允许发送的信元个数发送出去；否则，将该PVC标识写入重调度FIFO队列。

所述将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列之前包括：

判断所述PVC是否处于调度状态，如果是，则不作处理；否则，将该PVC标识写入调度FIFO队列，并将该PVC的状态标记为调度状态。

所述将该PVC中允许发送的信元个数发送出去之后包括：

判断本次发送之后该PVC队列是否为空，如果为空，则将该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入重调度FIFO队列。

该方法进一步包括：设置快速调度FIFO队列；

所述将该PVC中允许发送的信元个数发送出去之后包括：判断本次发送之后该PVC队列是否为空，如果为空，则将该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入快速调度FIFO队列；

所述从调度FIFO队列中读取PVC标识之前包括：判断快速调度FIFO队列是否为空，如果为空，则从调度FIFO队列中读取PVC标识；如果不为空，则从快速调度FIFO队列中读取PVC标识。

所述将PVC标识写入重调度FIFO队列之后包括：

从重调度FIFO队列中读取PVC标识，并写入调度FIFO队列。

所述将该PVC中允许发送的信元个数发送出去之后进一步包括：

将已发送的信元从所述PVC中删除。

本发明提供的异步传输模式调度装置包括：队列管理模块和调度模块，

其中，队列管理模块，用于在检测到有信元写入PVC后，将有信元入队的PVC标识发送给调度模块；

调度模块，用于从收到的PVC标识所对应的PVC中选择PVC进行调度。

所述调度模块包括：调度FIFO队列、重调度FIFO队列、发送FIFO队列、CAR模块、PVC状态表、入口调度模块和出口调度模块，其中，

CAR模块，用于监管各条PVC的流量，并在收到出口调度模块反馈的信息后，根据反馈信息对PVC的监管信息进行更新；

PVC状态表，用于保存各条PVC当前是否处于调度状态的信息；

入口调度模块，用于在收到来自队列管理模块的PVC标识后，通过查询PVC状态表判断该PVC当前是否处于调度状态，如果是，则不进行任何处理，否则，将该PVC标识写入调度FIFO队列缓存，并将PVC状态表中该PVC的状态标记为调度状态；并且，在未收到来自队列管理模块的PVC标识时，从重调度FIFO队列中读取PVC标识写入调度FIFO队列；

出口调度模块，用于从调度FIFO队列中读取PVC标识，通过查询CAR以及发送FIFO队列的状态，判断该PVC当前是否可以获得服务，如果可以，则将该PVC标识以及允许调度的信元个数写入发送FIFO队列，并将该PVC允许调度的信元个数信息反馈给队列管理模块和CAR模块，否则，将该PVC标识写入重调度FIFO队列，等待重新调度；并且，判断本次调度后该PVC队列是否为空，如果为空，则将PVC状态表中该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入重调度FIFO队列；

所述队列管理模块，在收到出口调度模块反馈的信息后，删除该PVC中相应个数的信元。

所述调度模块包括：调度FIFO队列、重调度FIFO队列、快速调度FIFO队列、公共调度FIFO队列、发送FIFO队列、CAR模块、PVC状态表、入口调度模块、公共调度模块和出口调度模块，其中，

CAR模块，用于监管各条PVC的流量，并在收到出口调度模块反馈的信息后，根据反馈信息对PVC的监管信息进行更新；

PVC状态表，用于保存各条PVC当前是否处于调度状态的信息；

入口调度模块，用于在收到来自队列管理模块的PVC标识后，通过查询PVC状态表判断该PVC当前是否处于调度状态，如果是，则不进行任何处理，否则，将该PVC标识写入调度FIFO队列缓存，并将PVC状态表中该PVC的状态标记为调度状态；并且，在未收到来自队列管理模块的PVC标识时，从重调度FIFO队列中读取PVC标识写入调度FIFO队列；

公共调度模块，用于在快速调度FIFO队列不为空时，从快速调度FIFO队列中读取PVC标识到公共调度FIFO队列；如果快速调度FIFO队列为空，则从调度FIFO队列中读取PVC标识到公共调度FIFO队列；

出口调度模块，用于从公共调度FIFO队列中读取PVC标识，通过查询CAR以及发送FIFO队列的状态，判断该PVC当前是否可以获得服务，如果可以，则将该PVC标识以及允许调度的信元个数写入发送FIFO队列，并将该PVC允许调度的信元个数信息反馈给队列管理模块和CAR模块，否则，将该PVC标识写入重调度FIFO队列，等待重新调度；并且，判断本次调度后该PVC队列是否为空，如果为空，则将PVC状态表中该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入快速调度FIFO队列；

所述队列管理模块，在收到出口调度模块反馈的信息后，删除该PVC中相应个数的信元。

由此可见，本发明无需对所有的PVC进行逐条轮询，而只需对从有信元的PVC中选择PVC进行调度即可，从而减少了由于轮询操作而造成的较长时延，提高了ATM调度效率。并且，进一步地，还可以通过设置快速调度FIFO队列的方式，增加大流量PVC队列的调度服务次数，保证大流量PVC队列中的信元能够被及时发送出去。

附图说明

图1为本发明中的ATM调度方法流程图。

图2为本发明中的ATM调度装置结构示意图。

图3为本发明实施例一中的ATM调度装置结构示意图。

图4为本发明实施例一中的ATM调度方法流程图。

图5为本发明实施例二中的ATM调度装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

由背景技术描述可见，在现有的ATM调度过程中，需要逐条轮询各条PVC，而不管PVC队列中有无信元等待发送。但是，由于最终被选择调度的必然是有信元的PVC，因此，对于没有信元等待发送的PVC，调度模块实际上并不需要进行轮询。

鉴于上述特点，本发明提供了一种ATM调度方法，其基本思想是：仅从有信元等待发送的PVC中选择PVC进行调度。参见图1所示，本发明提供的ATM调度方法主要包括以下步骤：

步骤101：检测到有信元写入PVC后，将有信元入队的PVC作为待调度PVC；

步骤102：从所有待调度PVC中选择PVC进行调度。

也就是说，只需对从有信元的PVC中选择PVC进行调度即可，而无需对各条PVC进行逐条轮询。这样，可以减少由于轮询操作而造成的较长时延，提高ATM调度效率。

相应地，本发明还提供了一种ATM调度装置。该装置的结构参见图2所示，主要包括：队列管理模块(QM)和调度模块(SCH)。其中，

QM，用于在检测到有信元写入PVC后，将有信元入队的PVC信息发送给SCH；

SCH，用于从收到的PVC信息所对应的PVC中选择PVC进行调度。

为更加清楚起见，下面分别结合图3和图4通过两个具体实施例对本发明进行详细阐述。

实施例一

图3所示为本发明实施例一中的ATM调度装置示意图，主要包括：用于存储各条PVC信息的队列管理模块QM以及调度模块SCH。其中，SCH具体包括：入口调度模块、出口调度模块、调度先入先出(FIFO)队列(SCHQ)、重调度FIFO队列(RE_SCHQ)、发送FIFO队列(TXQ)、PVC状态表和承诺接入速率模块(CAR)。

下面结合图3对本实施例中的ATM调度方法进行详细说明。参见图4所示，本实施例中的ATM调度方法主要包括以下步骤：

步骤401：QM在检测到有信元写入PVC队列后，向入口调度模块发送信元入队触发请求，将当前有信元入队的PVC标识发送给入口调度模块。

步骤402：入口调度模块收到QM发送来的信元入队触发请求后，查询PVC状态表，判断该触发请求携带的PVC标识所对应的PVC当前是否处于调度状态，如果该PVC处于调度状态，则不作任何处理，跳出本流程；如果该PVC处于非调度状态，则执行步骤403。

其中，PVC状态表用于保存各条PVC当前是否处于调度状态的信息。比如，每条PVC分别对应1比特的信息位，如果信息位为高，则表示该PVC当前处于调度状态；如果信息位为低，则表示该PVC当前处于非调度状态。在初始状态，可以将各条PVC都置为非调度状态。

步骤403：入口调度模块将QM发送来的PVC标识写入SCHQ队列，并将PVC状态表中该PVC的状态标记为调度状态。

其中，SCHQ用于依次缓存入口调度模块写入的PVC标识，其深度一般大于等于PVC条数。

步骤404：在SCHQ不为空的情况下，出口调度模块依次从SCHQ队列中读取PVC标识。

步骤405：在读出一个PVC标识后，出口调度模块通过查询CAR，并结合当前TXQ队列的状态，判断该PVC当前是否能够得到服务，即该PVC队列中的信元是否可以得到发送，如果可以得到服务，则执行步骤406；否则，执行步骤409。

其中，CAR用于监管各条PVC的流量。比如，CAR为每条PVC分别设置一个信元漏桶，用以限制各条PVC可以发送的最大信元速率。

出口调度模块在读出一个PVC标识后，查看TXQ队列是否为满，如果TXQ满，则确定该PVC当前不能够得到服务。如果TXQ非满，则继续查询CAR中与该PVC对应的信元漏桶中的信元数目是否已经达到最大值，如果已经达到，则确定该PVC当前不能够得到服务；如果没有达到，则确定该PVC当前能够得到服务。比如，假设PVC1信元漏桶中的当前信元数目为10，而其可承载的最大信元数目为20，那么，则确定PVC1当前可以获得服务。

步骤406：出口调度模块将该PVC标识以及允许发送的信元个数写入TXQ队列。然后，将TXQ队列中的PVC标识所对应PVC中的相应个数信元发送出去。

同时，出口调度模块还会将该PVC调度出的信元个数信息反馈给QM和CAR。QM收到出口调度模块反馈的信息后，删除该PVC中相应个数的信元。CAR收到出口调度模块反馈的信息后，根据反馈信息对该PVC的监管信息进行更新。比如，依然以PVC1为例，如果本次调度的PVC1信元个数为5，则QM在本次调度后会将这5个信元删除，而CAR会将PVC1信元漏桶中的信元数目更新为15。

步骤407：在本次调度后，出口调度模块判断该PVC队列是否为空，如果为空，则执行步骤408；如果不为空，即在本次调度后该PVC队列中还有未被调度的信元，则执行步骤409。

步骤408：出口调度模块将PVC状态表中该PVC的状态标记为非调度状态，然后跳出本流程。

步骤409：出口调度模块将该PVC标识写入RE_SCHQ队列，等待重新调度。

其中，RE_SCHQ队列用于缓存出口调度模块写入的PVC标识。在没有收到信元入队触发请求时，入口调度模块会从RE_SCHQ中读取PVC标识并写入到SCHQ中。

可见，在本实施例中，调度模块SCH无需对QM中的各条PVC进行轮询，而是基于信元入队触发机制实现了高效的ATM调度。

实施例二

在实施例一中，对于有信元等待发送的各条PVC而言，它们被调度的机率大致相同。在这种情况下，如果PVC队列中有大量的信元等待发送，那么，受出端口调度效率的限制，大流量PVC队列中的信元必须经过多次调度、花费很长的时间才能够全部发送完毕。

为了克服上述问题，保证大流量PVC中的信元能够及时发送出去，本实施例提供了另一种ATM调度装置。该装置的结构参见图5所示，主要包括：QM和SCH。其中，SCH中除了包括入口调度模块、出口调度模块、SCHQ、RE_SCHQ、TXQ、PVC状态表和CAR之外，还进一步包括：快速调度FIFO队列(FA_SCHQ)、公共调度FIFO队列(CO_SCHQ)和公共调度模块。

图5中的入口调度模块、SCHQ、RE_SCHQ、TXQ、PVC状态表和CAR的功能与图3中的一致，这里不再一一赘述。下面主要针对图5中新增的模块进行详细说明。

其中，FA_SCHQ用于缓存出口调度模块写入的PVC标识，其优先级要高于SCHQ。如果FA_SCHQ不为空，公共调度模块则从FA_SCHQ中读取PVC标识到CO_SCHQ；如果FA_SCHQ为空，公共调度模块则从SCHQ中读取PVC标识到CO_SCHQ。

另外，为了避免由于CO_SCHQ中排长队而造成FA_SCHQ不能够及时得到调度的情况发生，可以将CO_SCHQ的深度设置得浅一些，即缩短CO_SCHQ队列的长度。这样，公共调度模块就不会在FA_SCHQ为空的情况下，从SCHQ中读取大量的PVC标识到CO_SCHQ中排队，从而避免了当FA_SCHQ不为空时，FA_SCHQ无法及时调度的情况发生。

与实施例一所不同的是，在实施例二中，出口调度模块不是从SCHQ中读取PVC标识，而是从CO_SCHQ中读取PVC标识。读取PVC标识之后的处理与实施例一基本相同，唯一的区别在于：如果出口调度模块在本次调度后，判断出该PVC队列不为空，即在本次调度后该PVC队列中还有未被调度的信元，那么，出口调度模块则将该PVC标识写入FA_SCHQ，而不是写入RE_SCHQ。也就是说，当PVC可以获得服务，但由于最大突发限制不能将该PVC中的信元一次发送完毕时，出口调度模块将该PVC标识写入FA_SCHQ。

由于FA_SCHQ的优先级比SCHQ的优先级要高，因此，将未发送完毕的PVC标识写入FA_SCHQ后，该PVC就能够很快地被重调度。通过这种调度方式，可以增加大流量PVC队列的调度服务次数，保证大流量PVC队列中的信元能够被及时发送出去。

以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种异步传输模式调度方法，其特征在于，包括：

检测到有信元写入PVC后，将有信元入队的PVC作为待调度PVC；

从所有待调度PVC中选择PVC进行调度。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所有待调度PVC中选择PVC进行调度的过程包括：

设置调度FIFO队列和重调度FIFO队列，将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列；

从调度FIFO队列中读取PVC标识，在读出PVC标识后，判断该PVC是否可以获得服务，如果可以，则将该PVC中允许发送的信元个数发送出去；否则，将该PVC标识写入重调度FIFO队列。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列之前包括：

判断所述PVC是否处于调度状态，如果是，则不作处理；否则，将该PVC标识写入调度FIFO队列，并将该PVC的状态标记为调度状态。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将该PVC中允许发送的信元个数发送出去之后包括：

判断本次发送之后该PVC队列是否为空，如果为空，则将该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入重调度FIFO队列。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：设置快速调度FIFO队列；

所述将该PVC中允许发送的信元个数发送出去之后包括：判断本次发送之后该PVC队列是否为空，如果为空，则将该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入快速调度FIFO队列；

所述从调度FIFO队列中读取PVC标识之前包括：判断快速调度FIFO队列是否为空，如果为空，则从调度FIFO队列中读取PVC标识；如果不为空，则从快速调度FIFO队列中读取PVC标识。

6、根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，所述将PVC标识写入重调度FIFO队列之后包括：

从重调度FIFO队列中读取PVC标识，并写入调度FIFO队列。

7、根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，所述将该PVC中允许发送的信元个数发送出去之后进一步包括：

将已发送的信元从所述PVC中删除。

8.一种异步传输模式调度装置，其特征在于，包括：队列管理模块和调度模块，其中，

队列管理模块，用于在检测到有信元写入PVC后，将有信元入队的PVC标识发送给调度模块；

调度模块，用于从收到的PVC标识所对应的PVC中选择PVC进行调度。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调度模块包括：调度FIFO队列、重调度FIFO队列、发送FIFO队列、CAR模块、PVC状态表、入口调度模块和出口调度模块，其中，

CAR模块，用于监管各条PVC的流量，并在收到出口调度模块反馈的信息后，根据反馈信息对PVC的监管信息进行更新；

PVC状态表，用于保存各条PVC当前是否处于调度状态的信息；

入口调度模块，用于在收到来自队列管理模块的PVC标识后，通过查询PVC状态表判断该PVC当前是否处于调度状态，如果是，则不进行任何处理，否则，将该PVC标识写入调度FIFO队列缓存，并将PVC状态表中该PVC的状态标记为调度状态；并且，在未收到来自队列管理模块的PVC标识时，从重调度FIFO队列中读取PVC标识写入调度FIFO队列；

出口调度模块，用于从调度FIFO队列中读取PVC标识，通过查询CAR以及发送FIFO队列的状态，判断该PVC当前是否可以获得服务，如果可以，则将该PVC标识以及允许调度的信元个数写入发送FIFO队列，并将该PVC允许调度的信元个数信息反馈给队列管理模块和CAR模块，否则，将该PVC标识写入重调度FIFO队列，等待重新调度；并且，判断本次调度后该PVC队列是否为空，如果为空，则将PVC状态表中该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入重调度FIFO队列；

所述队列管理模块，在收到出口调度模块反馈的信息后，删除该PVC中相应个数的信元。

10、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调度模块包括：调度FIFO队列、重调度FIFO队列、快速调度FIFO队列、公共调度FIFO队列、发送FIFO队列、CAR模块、PVC状态表、入口调度模块、公共调度模块和出口调度模块，其中，

CAR模块，用于监管各条PVC的流量，并在收到出口调度模块反馈的信息后，根据反馈信息对PVC的监管信息进行更新；

PVC状态表，用于保存各条PVC当前是否处于调度状态的信息；

入口调度模块，用于在收到来自队列管理模块的PVC标识后，通过查询PVC状态表判断该PVC当前是否处于调度状态，如果是，则不进行任何处理，否则，将该PVC标识写入调度FIFO队列缓存，并将PVC状态表中该PVC的状态标记为调度状态；并且，在未收到来自队列管理模块的PVC标识时，从重调度FIFO队列中读取PVC标识写入调度FIFO队列；

公共调度模块，用于在快速调度FIFO队列不为空时，从快速调度FIFO队列中读取PVC标识到公共调度FIFO队列；如果快速调度FIFO队列为空，则从调度FIFO队列中读取PVC标识到公共调度FIFO队列；

出口调度模块，用于从公共调度FIFO队列中读取PVC标识，通过查询CAR以及发送FIFO队列的状态，判断该PVC当前是否可以获得服务，如果可以，则将该PVC标识以及允许调度的信元个数写入发送FIFO队列，并将该PVC允许调度的信元个数信息反馈给队列管理模块和CAR模块，否则，将该PVC标识写入重调度FIFO队列，等待重新调度；并且，判断本次调度后该PVC队列是否为空，如果为空，则将PVC状态表中该PVC的状态标记为非调度状态；如果不为空，则将该PVC标识写入快速调度FIFO队列；

所述队列管理模块，在收到出口调度模块反馈的信息后，删除该PVC中相应个数的信元。

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