CN101060463B - 异步传输模式调度方法及装置 - Google Patents

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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:
设置调度FIFO队列、重调度FIFO队列和快速调度FIFO队列;所述方法包括:
A,检测到有信元写入PVC后,将有信元入队的PVC作为待调度PVC;
B,将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列;
C,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,之后执行步骤D;如果不为空,则从快速调度FIFO队列中读取PVC标识,之后执行步骤D;
D,在读出PVC标识后,判断该PVC是否可以获得服务,如果是,则将该PVC中允许发送的信元个数发送出去;之后,执行步骤E;否则,将该PVC标识写入重调度FIFO队列;
E,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。
其中,所述步骤B中将有信元入队的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,执行所述步骤B中将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列的操作,并将该PVC的状态标记为调度状态。
优选地,所述步骤C中在将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。
优选地,所述步骤C中在将该PVC中允许发送的信元个数发送出去之后包括:
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,以及在收到所述调度模块反馈的信息后,删除该PVC中相应个数的信元;
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,其包括调度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;以及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,如果否,将该PVC标识写入重调度FIFO队列,等待重新调度;如果是,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,并将该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,之后,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。
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 (5)

1.一种异步传输模式调度方法,其特征在于,设置调度FIFO队列、重调度FIFO队列和快速调度FIFO队列;所述方法包括:
A,检测到有信元写入PVC后,将有信元入队的PVC作为待调度PVC;
B,将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列;
C,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,之后执行步骤D;如果不为空,则从快速调度FIFO队列中读取PVC标识,之后执行步骤D;
D,在读出PVC标识后,判断该PVC是否可以获得服务,如果是,则将该PVC中允许发送的信元个数发送出去;之后,执行步骤E;否则,将该PVC标识写入重调度FIFO队列;
E,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。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤B中将有信元入队的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,执行所述步骤B中将有信元入队的PVC标识写入调度FIFO队列的操作,并将该PVC的状态标记为调度状态。
3.根据权利要求1至2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。
4.根据权利要求1至2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包括:
将已发送的信元从所述PVC中删除。
5.一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,以及在收到所述调度模块反馈的信息后,删除该PVC中相应个数的信元;
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,其包括调度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;以及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,如果否,将该PVC标识写入重调度FIFO队列,等待重新调度;如果是,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,之后,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。
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