CN101094181A - 报文入队和出队调度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文入队和出队调度的装置及方法，属于通信领域。所述装置包括：报文接收单元、队列缓存单元、调度器、存储单元、队列状态获取单元、出队管理单元和队列号入队缓存单元。所述方法包括：收到报文后，将报文的包描述符放入队列缓存的对应队列，并更新对应队列的队列状态；判断是否需要缓存该队列对应的队列号，如果是，将对应的队列号写入队列号入队缓存中；调度器空闲时，对队列号入队缓存中的队列号对应的包描述符进行出队操作；出队操作后，更新进行出队的队列的队列状态。本发明通过缓存部分队列号，调度器空闲时，使缓存的队列号对应的流量先出队再补偿带宽，实现了在小流量时保持高优先级的低延时。

Description

报文入队和出队调度的装置及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种报文入队和出队调度的装置及方法。

背景技术

随着IP业务的发展，语音业务也在逐步IP化。语音业务的特点是流量低，但是对延时有很高的要求。对一个用户来讲，上网时可能有多种业务在同时运行，比如视频业务和数据业务。如果不对语音业务的带宽加以保证，其带宽可能会被大流量业务抢占，导致语音业务产生延迟，从而导致语音时断时续，影响了通话质量。因而，需要保证用户的语音业务的带宽和降低延时。

参见图1，现有技术提供了一种报文入队和出队调度的装置，该装置包括：

入队管理单元101，用于将接收到的报文的包描述符放入队列缓存单元102的对应队列，更新存储单元103的队列信息表中该队列的队列状态。

队列缓存单元102，用于存放入队管理单元101发送的包描述符。

为了对不同业务差别处理，队列缓存单元102包括多个队列，一般可以按照不同的用户，不同的业务进行队列分组。

存储单元103，用于存储队列信息表，该队列信息表包括：队列深度，队列中剩余信用值(Credit)等信息。队列深度是指队列缓存的所有包的总字节数。剩余信用值用字节数表示，它来源于调度器104的调度，可以是负值。

调度器104，用于根据队列信息表中的队列状态向出队管理单元105发送出队请求，例如：发送需要出队的包描述符的队列号。调度器104每次可以调度256个字节，表示出队管理单元105可以发出256个字节的数据。

出队管理单元105，用于接收调度器104发送的出队请求，根据出队请求更新存储单元103中的队列信息表，进行出队判断，对符合出队条件的队列实施出队操作，包出队后，更新队列信息表中对应的队列状态。

通过上述装置，当包入队时，先将包描述符写入队列缓存单元102中对应的队列。同时，更新队列信息表中的队列深度。其中，包描述符包含指示包存放在队列缓存单元102中的队列号QID，包长和包在缓存中存放的地址。

队列信息表中队列深度更新的方法是：包入队时，从队列信息表中读出队列深度，加上当前入队的包长作为新的队列深度，再将新的队列深度写回队列信息表中。包出队时，从队列信息表中读出队列深度，减去当前出队的包长作为新的队列深度，再将新的队列深度写回队列信息表中。

包入队后，入队管理单元101将队列信息表更新为非空状态。调度器104轮询到该队列时，如果该队列为空就略过，如果该队列非空，向出队管理单元105发送出队请求，即该队列的队列号QID，出队管理单元105根据队列号QID进行出队操作。

出队管理单元105收到调度器104出队请求后，从队列信息表中读出请求队列的剩余信用值，再加上当前这一次的调度请求代表的256字节。如果结果大于等于0，表示队列中对应的数据包可以出队，出队管理单元105从队列缓存单元中读出该队列的包描述符。如果结果小于0，则对应的数据包不能出队，只将该队列的剩余信用值加上256后的结果写回队列信息表。

出队管理单元105进行出队时是整包发送的，包出队后，读出队列信息表中该队列的剩余信用值和队列深度，用读出的剩余信用值减去包长，并将结果写回到队列信息表中，同时将读出的队列深度减去包长得到新的队列深度，将新的队列深度写回到队列信息表中。

上述现有技术中，包入队后先要在队列中等待，只有调度器104将该包的剩余信用值填充到正值时，包才能出队。对于大包，出队后带来很大的剩余信用值。后面的包又要走相同的过程。那么，这期间等待的时间很长，而低流量报文需要等待的时间更长。这样，就造成低流量报文的延时比较大，对于语音等业务，会影响该业务的通话质量。对于小于256个字节的数据包，每次出队后都有剩余的Credit累积，会造成Credit溢出，用户带宽减小。

发明内容

为了提高低流量业务的服务质量，本发明实施例提供了一种报文入队和出队调度的装置及方法。所述技术方案如下：

一种报文入队和出队调度的装置，所述装置包括：

报文接收单元，用于接收报文；

队列缓存单元，用于存放所述报文接收单元接收到的报文的包描述符；

存储单元，用于存储队列状态，并根据所述报文接收单元接收到的报文或根据接收的通知更新对应的队列状态；

队列状态获取单元，用于在所述存储单元中获取所述报文接收单元接收到的报文对应的队列状态；

队列号入队缓存单元，用于缓存所述队列状态获取单元中队列状态满足队列的剩余信用值大于一个负的阈值，且队列深度小于预设值的队列号；

调度器，用于根据所述存储单元中的队列状态发送出队请求；

出队管理单元，用于接收所述调度器的出队请求，根据所述出队请求中的队列号对所述队列缓存单元中对应的包描述符进行出队操作；在所述调度器空闲期间，从所述队列号入队缓存单元中取出队列号，根据所取出的队列号对所述队列缓存单元中对应的包描述符进行出队操作，并通知所述存储单元更新进行出队操作的队列的队列状态。

本发明实施例还提供了一种报文入队和出队调度的方法，所述方法包括：

收到报文后，将报文的包描述符放入队列缓存的对应队列，并更新所述对应队列的队列状态；

判断所述对应队列的队列状态是否满足队列的剩余信用值大于一个负的阈值，且队列深度小于预设值的条件，如果是，将对应的队列号写入队列号入队缓存中；

调度器空闲时，根据所述队列号入队缓存中的队列号对所述队列缓存中对应的包描述符进行出队操作；

出队操作后，更新进行出队的队列的队列状态。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过在入队时缓存部分队列号，当调度器空闲时，使缓存的部分队列号对应的流量先出队，实现了在小流量时保持高优先级的低延时，提高了低流量业务的服务质量。

附图说明

图1是现有技术中报文入队和出队调度的装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的报文入队和出队调度的装置的结构示意图；

图3是本发明实施例2提供的入队管理单元收到报文后的处理方法流程图；

图4是本发明实施例2提供的出队管理单元进行出队处理的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施通过在报文入队和出队调度的装置中填加队列号入队缓存和队列号出队缓存，在调度器空闲时，从队列号入队缓存或队列号出队缓存中取出队列号，进行出队操作，保证了低流量报文的服务质量。

实施例1

参见图2，本发明实施例提供了一种报文入队和出队调度的装置，包括：

报文接收单元201，用于接收报文。

队列缓存单元202，用于存放报文接收单元201接收到的报文的包描述符。

存储单元203，用于存储队列状态，并根据报文接收单元201接收到的报文或根据接收的通知更新对应的队列状态；其中，本实施例中的队列状态以队列信息表的形式存放。

队列状态获取单元204，用于在存储单元203中获取报文接收单元201接收到的报文对应的队列状态。

队列号入队缓存单元205，用于缓存队列状态获取单元204中队列状态满足队列的剩余信用值大于一个负的阈值，且队列深度小于预设值的队列号；其中，阈值和预设值可以为任意正值。

调度器206，用于根据存储单元203中的队列状态发送出队请求；

出队管理单元207，用于接收调度器206的出队请求，根据出队请求中的队列号对队列缓存单元202中对应的包描述符进行出队操作；在调度器206空闲期间，从队列号入队缓存单元205中取出队列号，根据取出的队列号对队列缓存单元202中对应的包描述符进行出队操作，并通知存储单元203更新进行出队操作的队列的队列状态。

其中，出队管理单元207包括：

请求处理子单元，用于接收调度器206的出队请求，从存储单元203中读出该出队请求中的队列号对应的队列状态，根据队列状态判断该请求中的队列号对应的队列是否符合出队条件；

第一出队管理子单元，用于当出队请求中的队列号对应的队列状态符合请求处理子单元中的出队条件时，根据出队请求中的队列号对队列缓存单元202中对应的包描述符进行出队操作，以及通知存储单元203更新上述请求中的队列号对应的队列的队列状态；

第二出队管理子单元，用于在调度器206空闲期间，从队列号入队缓存单元205中取出队列号，根据取出的队列号对队列缓存单元202中对应的包描述符进行出队操作，并通知存储单元203更新进行出队操作的队列的队列状态。

本实施例中的队列号入队缓存单元205为FIFO(First In First Out，先入先出缓存)单元。

进一步地，上述装置还包括：

队列号出队缓存单元，用于缓存存储单元203中队列的剩余信用值为正值，且队列深度不为0的队列号；

相应地，出队管理单元207还包括：

第三出队管理子单元，用于在调度器206空闲期间，且队列号入队缓存单元205为空时，从队列号出队缓存单元中取出队列号，根据取出的队列号对队列缓存单元202中对应的包描述符进行出队操作，并通知存储单元203更新进行出队操作的队列的队列状态。

本实施例中的队列号出队缓存单元为FIFO单元。

上述出队条件可以为现有技术中的出队条件，即收到调度器206出队请求后，从队列信息表中读出请求中的队列号对应的队列的剩余信用值，再加上当前这一次的调度请求代表的256字节。如果结果大于等于0，表示队列中对应的数据包可以出队，出队管理单元207从队列缓存单元202中读出该队列的包描述符，进行出队操作。如果结果小于0，则对应的数据包不能出队，只将该队列的剩余信用值加上256后的结果写回队列信息表。

上述队列号入队缓存单元和队列号出队缓存单元可以合成在一个队列号缓存中，该队列号缓存执行先进先出策略。

本实施例在队列号入队缓存单元中缓存低流量业务的队列号，当调度器空闲时，对队列号入队缓存单元中的队列号对应的队列进行出队操作，实现了在小流量时保持高优先级的低延时，提高了低流量业务的服务质量；同上，在进行出队操作后，缓存剩余信用值为正值的队列号，防止由于剩余信用值累加溢出导致的带宽损失。

实施例2

本发明实施例提供了一种报文入队和出队调度的方法，过程如下：

收到报文后，将报文的包描述符放入队列缓存的对应队列，并更新对应队列的队列状态，其中，队列状态包括队列深度和队列的剩余信用值；

判断上述对应队列的队列状态是否满足队列的剩余信用值大于一个负的阈值，且队列深度小于预设值的条件，如果是，将对应的队列号写入队列号入队缓存中；

调度器空闲时，根据队列号入队缓存中的队列号对队列缓存中对应的包描述符进行出队操作；

出队操作后，更新进行出队的队列的队列状态。

上述方法包括报文入队调度和出队调度，参见图3，收到报文后的入队调度处理过程如下：

步骤301：收到报文后，将报文的包描述符放入队列缓存的对应队列。

步骤302：判断对应的队列状态是否满足第一预设条件，如果是，执行步骤303；否则，执行步骤304。

第一预设条件是：队列信息表中该队列的剩余信用值大于一个负的阈值(阈值可以为预先配置的)，且队列深度很小，例如为0。

步骤303：将报文对应队列的队列号写入队列号入队缓存中，并更新队列信息表中对应的队列状态。

步骤304：更新队列信息表中该报文对应队列的队列状态。该队列信息表包括：队列深度，队列中剩余信用值等信息。

包入队时具体更新队列状态的过程为：从队列信息表中读出队列深度，加上当前入队的包长作为新的队列深度，再将新的队列深度写回队列信息表中。

参见图4，报文出队的调度过程如下：

步骤401：接收调度器发送的出队请求后，根据出队请求中的队列号更新队列信息表中该队列号对应的剩余信用值。

出队管理单元每收到一次调度器的请求，将会从队列信息表中读出该队列号的剩余信用值，用剩余信用值加上256后得到新的剩余信用值，将新的剩余信用值写回队列信息表中。

步骤402：判断更新后的剩余信用值是否大于0，如果是，执行步骤403；否则，执行步骤406。

步骤403：从队列缓存中读出该队列号对应的包描述符，进行出队操作，更新队列信息表中对应的队列状态。

包出队后，更新队列信息表中对应的队列状态具体实现为：读出队列信息表中该队列的剩余信用值和队列深度，用读出的剩余信用值减去包长，并将结果写回到队列信息表中，同时将读出的队列深度减去包长得到新的队列深度，将新的队列深度写回到队列信息表中。

步骤404：包出队后，判断队列状态是否满足第二预设条件，如果是，执行步骤405；否则，执行步骤406。

第二预设条件是：出队管理单元往队列信息表中写回的该队列的剩余信用值为正值，且队列深度不为0。

步骤405；将该队列号写入队列号出队缓存中，然后执行步骤406。

步骤406：当调度器空闲时，从队列号入队缓存单元或队列号出队缓存单元中取出队列号，根据该队列号对队列缓存中对应的包描述符进行出队操作。

为了保证小流量时保持高优先级的低延时，步骤406中可以优先考虑队列号入队缓存单元中的队列号，当队列号入队缓存为空时，再考虑队列号出队缓存中的队列号。

上述队列号入队缓存和队列号出队缓存可以合成为一个队列号缓存。

调度器为每个队列分配一定的带宽，带宽由轮询每个队列的速率决定，每次调度代表256B。

以上实施例通过在入队时缓存部分队列号，当调度器空闲时，使缓存的部分队列号对于的流量先出队，补偿了带宽，实现了在小流量时保持高优先级的低延时，提高了低流量业务的服务质量。同时，通过在队列号出队缓存中缓存部分队列号，防止了剩余信用值Credit溢出，以防止带宽损失。

上述方案中的全部或部分步骤可以通过指令控制相应的硬件完成，该指令可以存储于存储介质中，存储介质，如计算机或服务器的硬盘和内存中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种报文入队和出队调度的装置，其特征在于，所述装置包括：

报文接收单元，用于接收报文；

队列缓存单元，用于存放所述报文接收单元接收到的报文的包描述符；

存储单元，用于存储队列状态，并根据所述报文接收单元接收到的报文或根据接收的通知更新对应的队列状态；

队列状态获取单元，用于在所述存储单元中获取所述报文接收单元接收到的报文对应的队列状态；

队列号入队缓存单元，用于缓存所述队列状态获取单元获取的队列状态满足队列的剩余信用值大于一个负的阈值，且队列深度小于预设值的队列号；

调度器，用于根据所述存储单元中的队列状态发送出队请求；

出队管理单元，用于接收所述调度器的出队请求，根据所述出队请求中的队列号对所述队列缓存单元中对应的包描述符进行出队操作；在所述调度器空闲期间，从所述队列号入队缓存单元中取出队列号，根据所取出的队列号对所述队列缓存单元中对应的包描述符进行出队操作，并通知所述存储单元更新进行出队操作的队列的队列状态。

2.如权利要求1所述的报文入队和出队调度的装置，其特征在于，所述出队管理单元包括：

请求处理子单元，用于接收所述调度器的出队请求，从所述存储单元中读出所述出队请求中的队列号对应的队列状态，根据队列状态判断所述请求中的队列号对应的队列是否符合出队条件；

第一出队管理子单元，用于当所述出队请求中的队列号对应的队列状态符合所述请求处理子单元中的出队条件时，根据所述出队请求中的队列号对所述队列缓存单元中对应的包描述符进行出队操作，并通知所述存储单元更新所述请求中的队列号对应的队列的队列状态；

第二出队管理子单元，用于在调度器空闲期间，从所述队列号入队缓存单元中取出队列号，根据所述队列号对所述队列缓存单元中对应的包描述符进行出队操作，并通知所述存储单元更新进行出队操作的队列的队列状态。

3.如权利要求1所述的报文入队和出队调度的装置，其特征在于，所述队列号入队缓存单元为先入先出缓存单元。

4.如权利要求1或2或3所述的报文入队和出队调度的装置，其特征在于，所述装置还包括：

队列号出队缓存单元，用于缓存经所述出队管理单元或所述第二出队管理单元进行出队操作后，队列状态满足剩余信用值为正值，且队列深度不为0的队列对应的队列号；

所述出队管理单元还包括：

第三出队管理子单元，用于在所述调度器空闲期间，且所述队列号入队缓存单元为空时，从所述队列号出队缓存单元中取出队列号，根据所取出的队列号对所述队列缓存单元中对应的包描述符进行出队操作，并通知所述存储单元更新进行出队操作的队列的队列状态。

5.如权利要求4所述的报文入队和出队调度的装置，其特征在于，所述队列号出队缓存单元为先入先出缓存单元。

6.一种报文入队和出队调度的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收报文，将接收到的报文的包描述符放入队列缓存的对应队列，并更新所述对应队列的队列状态；

判断所述对应队列的队列状态是否满足队列的剩余信用值大于一个负的阈值，且队列深度小于预设值的条件，如果是，将对应的队列号写入队列号入队缓存中；

调度器空闲时，根据所述队列号入队缓存中的队列号对所述队列缓存中对应的包描述符进行出队操作；

出队操作后，更新进行出队的队列的队列状态。

7.如权利要求6所述的报文入队和出队调度的方法，其特征在于，所述并更新所述对应队列的队列状态的步骤包括：

将所述对应队列的队列深度加上所述报文的包长得到新的队列深度，将所述对应队列的剩余信用值减去所述报文的包长得到新的剩余信用值。

8.如权利要求6所述的报文入队和出队调度的方法，其特征在于，所述更新进行出队的队列的队列状态的步骤包括：

将出队的队列的队列深度减去出队的包长得到新的队列深度，将出队的队列的剩余信用值加上包长得到新的剩余信用值。

9.如权利要求6所述的报文入队和出队调度的方法，其特征在于，所述方法还包括：

收到调度器的出队请求后，判断所述请求中的队列号对应的队列是否符合出队条件；

如果符合，根据所述请求中的队列号对所述队列缓存中对应的包描述符进行出队操作，并更新所述请求中的队列号对应的队列状态；如果不符合，更新所述请求中的队列号对应的队列的剩余信用值。

10.如权利要求9所述的报文入队和出队调度的方法，其特征在于，所述出队操作后，还包括：

判断所述出队的队列的队列状态是否满足队列的剩余信用值为正值，且队列深度不为0的条件，如果是，将满足条件的队列号写入队列号出队缓存中；

调度器空闲时，且所述队列号入队缓存为空时，根据所述队列号出队缓存中的队列号对所述队列缓存中对应的包描述符进行出队操作，并更新进行出队操作的队列的队列状态。

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