CN101651615A - 报文调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文调度方法和装置，其中，该方法包括：根据待调度报文的优先级，确定待调度报文对应的调度队列；根据所述调度队列对应的最小调度带宽阈值，对该调度队列中的待调度报文进行调度。本发明通过具有带宽阈值的多个报文队列上报不同优先级业务的报文，改善了报文的上报过程，能够均衡地调度到各个优先级的业务报文，避免了相关技术中由于部分业务的报文不能上报而影响业务进行的问题。

Description

报文调度方法和装置

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种报文调度方法和装置。

背景技术

随着现代信息社会的飞速发展，需要网络运行中的系统能够稳定运行，来保证业务数据的正常传输，一般来说，中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)的正常运转是系统稳定运行的必要条件。

目前，在将报文上报给系统的CPU的过程中会根据限速机制选择出需要上报给CPU的报文，然后按照接收到报文的顺序将报文上报给CPU。在实际应用中，随着系统支持容量的增加，CPU需要处理的报文数量也相应的增加，在这种情况下，采用上述限速机制对上报的报文进行简单的选择，得到需要上报CPU的报文以及不需上报的报文。在进行报文选择时，选择判断的机制通常比较简单，主要的参照是报文的优先级等参数。但是，采用这种较为简单的方式选择报文进行上报时会导致某些优先级较高的业务的报文被集中上报，而优先级较低的业务的报文则被滞后上报，从而严重影响了低优先级业务的质量，甚至导致这些业务不能进行；此外，处理上报的报文的CPU等处理系统的总处理量是一定的，如果仅单纯的根据一些参数上报报文常常会导致待处理的报文堆积无法处理，占用系统的缓存，影响系统的性能。

针对相关技术中报文上报选择不能顾全所有业务、且上报的报文堆积的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中报文上报选择不能顾全所有业务、且上报的报文堆积的问题，本发明提出一种报文调度方法，能够改善报文的上报过程，避免部分业务的报文不能上报而影响业务进行的问题。

本发明提出一种报文调度方法，能够改善报文的上报过程。

本发明还提出一种报文调度装置，能够改善报文的上报过程。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种报文调度方法，包括：

根据待调度报文的优先级，确定待调度报文对应的调度队列；

根据所述调度队列对应的最小调度带宽阈值，对该调度队列中的待调度报文进行调度。

优选地，上述还包括：

预先设置调度报文的优先级，建立调度报文的优先级与调度队列之间的第一对应关系。

优选地，上述还包括：

设置调度队列与最小调度带宽阈值之间的第二对应关系。

其中，在对调度队列中的待调度报文进行调度时，同一调度队列中的所有待调度报文采用相同的调度机制。

优选地，上述还包括：

根据待调度报文的属性信息确定待调度报文的优先级，其中，所述属性信息包括以下至少之一：报文的协议号、报文的媒体接入控制地址、报文的IP地址、报文的端口号。

其中，对所述调度队列中的待调度报文进行调度的处理包括：

按照调度队列中待调度报文的优先级以及预定的优先级调度顺序对调度队列中的待调度报文进行调度。

优选地，所有调度队列的最小调度带宽阈值之和小于或等于系统所支持的总带宽。

一种报文调度装置，包括：

调度队列确定模块，用于根据待调度报文的优先级，确定待调度报文对应的调度队列；

报文调度模块，用于根据所述调度队列对应的最小调度带宽阈值，对该调度队列中的待调度报文进行调度。

其中，在所述报文调度模块对调度队列中的待调度报文进行调度时，所述报文调度模块对同一调度队列中的所有待调度报文采用相同的调度机制。

优选地，上述装置还包括：

优先级确定模块，用于根据待调度报文的属性信息确定待调度报文的优先级，其中，所述属性信息包括以下至少之一：报文的协议号、报文的媒体接入控制地址、报文的IP地址、报文的端口号。

借助本发明的上述至少一个技术方案，通过具有带宽阈值的多个报文队列上报不同优先级业务的报文，改善了报文的上报过程，能够均衡地调度到各个优先级的业务报文，避免了相关技术中由于部分业务的报文不能上报而影响业务进行的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的报文调度方法的步骤流程图；

图2是本发明实施例的报文调度方法应用于CPU保护的流程图；

图3为本发明实施例的报文调度装置的结构框图；

图4为本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图。

具体实施方式

针对相关技术中报文上报过程不能顾全所有业务以及报文在处理器侧堆积的问题，本发明提出通过具有带宽阈值的多个报文队列上报不同优先级业务的报文，改善了报文的上报过程，能够保证多种业务报文的上报，避免了相关技术中由于部分业务的报文不能上报而影响业务进行的问题。

图1是本发明实施例的报文调度方法的步骤流程图，具体实现方法如下：

步骤S101，根据待调度报文的优先级，确定待调度报文对应的调度队列。

步骤S103，根据所述调度队列对应的最小调度带宽阈值，对该调度队列中的待调度报文进行调度。

下面对图1所示的方法进行详细说明，在具体实现过程中，首先需要设置报文的优先级与调度队列之间的第一对应关系、以及调度队列与调度带宽阈值之间的第二对应关系，具体为：

建立第一对应关系：报文经过分类之后，可以根据实际需要，为报文设置不同的优先级，对于同一优先级的报文可以利用统一的标准来处理，而不用每次都对报文进行解析，简化了处理过程。

在实际应用中，可以根据报文的属性信息确定报文的优先级，其中，属性信息包括以下至少之一：报文的协议号、报文的媒体接入控制(Media AccessControl，简称为MAC)地址、报文的IP地址、报文的端口号，一般来说，协议报文的优先级高于数据报文的优先级。

例如，对于数据通讯设备需要CPU处理的报文，主要包括各类协议报文、需要上报的一部分数据报文、广播报文、未知报文，其中，协议报文可以通过特征字段(报文的协议号、报文的端口号等)进行识别，例如，协议号为0X0806表示地址转换协议(Address Resolution Protocol，简称为ARP)报文；而数据报文则可以通过报文中的特征值(报文的MAC地址、报文的IP地址等)进行识别，剩余报文可以归入普通的广播报文、未知包等，这样，可以将报文分为三个级别，协议报文的级别最高，例如桥协议数据单元(Bridge Protocol DataUnit，简称为BPDU)报文、路由协议报文，数据报文的级别低于协议报文的级别，广播报文的级别最低。然后，可以根据实际需要建立相应数量的调度队列，每个级别的报文都一一对应于一个调度队列，并设置调度队列的相关参数，例如调度队列的长度、调度队列的调度机制等，其中，对于每个调度队列的调度机制，可以根据需要灵活设置。例如对应于上述三个级别的报文，相应的需要建立三个调度队列，不同级别的报文进入不同的调度队列。

建立第二对应关系：为每个调度队列分配最小带宽保证数值(即上文所述的最小调度带宽阈值)，建立调度队列与最小带宽保证数值之间的对应关系，最小带宽保证数值就是每次调度时每个调度队列所需调度的最小报文数量值，并且所有调度队列的最小带宽保证数值之和小于或等于诸如CPU的处理系统所能处理的总带宽，从而能够充分利用CPU的资源，也不会造成报文的堆积，还保证了CPU的正常运行，其中，设置每个队列的最小带宽保证数值的意义在于：各个优先级的报文均能够得到调度，保证了每个业务都能够正常运行。

优选地，在设置过程中，可以将对应高优先级报文的调度队列的最小带宽保证数值设置为大于对应于低优先级报文的调度队列的最小带宽保证数值，例如，对应于协议报文的调度队列的最小带宽保证数值大于对应于数据报文的调度队列的最小带宽保证数值，从而可以在更大程度上保证高优先级的报文能够被上报。

通过建立上述第一对应关系和第二对应关系，在报文的调度过程中，首先根据每个待调度报文的属性信息识别出待调度报文的优先级，根据第一对应关系将每个待调度报文送入相应的调度队列，根据第二对应关系，如果每个调度队列均满足各自的最小带宽保证数值，则根据每个调度队列的调度机制，对相应的报文进行调度，具体的，在调度过程中，可以按照调度队列中待调度报文的优先级以及预定的优先级调度顺序对调度队列中的待调度报文进行调度。

例如，将所有调度队列中的报文上报给CPU时，可以首先调度优先级别最高的报文对应的调度队列，按照为该调度队列设置的最小带宽保证数值，将该调度队列中的全部或部分报文上报给CPU，然后调度中优先级的报文对应的调度队列，按照为该调度队列设置的最小带宽保证数值，将该调度队列中的全部或部分报文上报给CPU，依此类推，最后调度优先级最低的报文对应的调度队列，按照为该调度队列设置的最小带宽保证数值，将该调度队列中的全部或部分报文上报给CPU。

通过上述处理，对于每个调度队列增加相应的最小带宽流程的处理，既可以保证重要的报文得到优先处理，同时也能够保证低优先级的报文适当占用CPU资源，使得所有报文都能按照需要被调度到，避免了不均衡上报导致低优先级业务无法进行的问题；此外，保证CPU能够正常运行，维持网络设备的稳定运行。

下面以三个调度队列为例对本发明的报文调度方法进行描述，为描述清楚，将该三个调度队列命名为高优先级调度队列、中优先级调度队列、低优先级调度队列，其中，高优先级调度队列的最小宽保证数值为每秒600个报文，中优先级调度队列的最小宽保证数值为每秒300个报文，低优先级调度队列的最小宽保证数值为每秒100个报文，且每个报文队列足够长。报文调度过程中，需要上报给CPU的报文为2000个，在这2000个报文中，最重要的协议报文进入了高优先级调度队列，数据报文进入了中优先级调度队列，广播报文和未知报文进入了低优先级调度队列，为了保证各种业务的正常运行，将报文上报给CPU的过程中，首先向CPU上报高优先级队列中的600个协议报文，然后向CPU上报中优先级队列中的300个数据报文，最后向CPU上报低优先级队列中的100个广播报文和未知报文，每个调度队列在具体的上报过程中，按照相应的调度机制进行上报，例如限速机制等，上报完1000个报文后，后续的1000个报文仍可按照上述方式进行调度。

下面结合附图2对本发明的报文调度方法进行详细说明。

步骤S201，设备接收到来自其他设备的报文。

步骤S202，根据报文的特征字段、协议号和端口号，判断报文是否需要上报给CPU，如果报文不需要上报CPU，则处理进行到步骤S203，否则执行步骤S204。

步骤S203，对于不需要上报给CPU的报文执行转发处理。

步骤S204，根据报文的特征字段(例如报文的协议号、报文的端口号等)，对需要上报给CPU的报文进行分类。

步骤S205，根据步骤S204的分类结果，根据报文的应用和重要程度，为不同的报文标识不同的优先级，具体的处理过程已经在前文中进行了描述，这里不再赘述。

步骤S206，根据步骤S205中为报文标识的优先级，根据预先设置的调度队列和报文优先级的对应关系，将报文送入不同的调度队列。

步骤S207，从最高优先级调度队列开始，取得调度队列的最小带宽保证数值。

步骤S208，判断该调度队列是否配置了最小带宽保证数值，如果调度队列配置了最小带宽保证数值，则处理进行到步骤S210；否则处理进行到步骤S209。

步骤S209，调度队列的队列号增加1，并执行步骤S207。

步骤S210，如果调度队列配置了最小带宽保证数值，进行最小带宽保证的处理。

步骤S211，如果调度队列配置了最小带宽保证数值，则判断是否是最后一个调度队列，如果是，则处理进行到步骤S212；否则取出下一个调度队列，并执行步骤S209。

步骤S212，根据设置的调度队列调度方式以及配置的限速属性，进行调度队列的调度和限速处理，其中对相同优先级的待调度报文所进行的处理彼此相同。

步骤S213，将报文上报给CPU。

图3是根据本发明实施例的报文调度装置的组成结构图，如图3所示，该装置包括：

调度队列确定模块302，用于根据待调度报文的优先级，确定待调度报文对应的调度队列；

报文调度模块304，用于根据调度队列对应的最小调度带宽阈值，对该调度队列中的待调度报文进行调度，其中，在报文调度模块对调度队列中的待调度报文进行调度时，报文调度模块对同一调度队列中的所有待调度报文采用相同的调度机制。

其中，最小带宽保证数值就是每次调度时每个队列所需调度的最小报文数量值，并且所有调度队列的最小带宽保证数值之和小于或等于诸如CPU的处理系统所能处理的总带宽，从而能够充分利用CPU的资源，也不会造成报文的堆积，还保证了CPU的正常运行，其中，设置每个队列的最小带宽保证数值的意义在于：各个优先级的报文均能够得到调度，保证了每个业务都能够正常运行。

图4是根据本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图，在图3所示装置的基础上，报文调度装置还可以包括优先级确定模块306，其中，

优先级确定模块306，用于根据待调度报文的属性信息确定待调度报文的优先级，其中，属性信息包括以下至少之一：报文的协议号、报文的媒体接入控制地址、报文的IP地址、报文的端口号。

在调度过程中，可以按照调度队列中待调度报文的优先级以及预定的优先级调度顺序对调度队列中的待调度报文进行调度。例如，将所有调度队列中的报文上报给CPU时，可以首先调度优先级别最高的报文对应的调度队列，按照为该调度队列设置的最小带宽保证数值，将该调度队列中的全部或部分报文上报给CPU，然后调度中优先级的报文对应的调度队列，按照为该调度队列设置的最小带宽保证数值，将该调度队列中的全部或部分报文上报给CPU，依此类推，最后调度优先级最低的报文对应的调度队列，按照为该调度队列设置的最小带宽保证数值，将该调度队列中的全部或部分报文上报给CPU。

图3、图4是与前面方法对应的装置，所述装置的工作过程以及工作原理在方法部分已经进行了详细描述，在此不再赘述，参照方法中相应部分的描述即可。

综上所述，本发明通过对调度队列配置相应的最小调度带宽阈值，并结合通常所采用的分类调度限速等机制，既可以保证重要的报文得到优先处理，同时也能够保证低优先级的报文适当占用CPU资源，使得所有报文都能按照需要被调度到，避免了不均衡上报不同业务的报文导致低优先级业务无法进行的问题；此外，还能够保证处理系统能够正常运行，充分利用处理资源，避免了报文在处理系统侧的堆积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)

1.一种报文调度方法，其特征在于，包括：

根据待调度报文的优先级，确定待调度报文对应的调度队列；

根据所述调度队列对应的最小调度带宽阈值，对该调度队列中的待调度报文进行调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

预先设置调度报文的优先级，建立调度报文的优先级与调度队列之间的第一对应关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

预先设置调度队列与最小调度带宽阈值之间的第二对应关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对调度队列中的待调度报文进行调度时，同一调度队列中的所有待调度报文采用相同的调度机制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

根据待调度报文的属性信息确定待调度报文的优先级，其中，所述属性信息包括以下至少之一：报文的协议号、报文的媒体接入控制地址、报文的IP地址、报文的端口号。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对所述调度队列中的待调度报文进行调度具体包括：

按照调度队列中待调度报文的优先级以及预定的优先级调度顺序对调度队列中的待调度报文进行调度。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所有调度队列的最小调度带宽阈值之和小于或等于系统所支持的总带宽。

8.一种报文调度装置，其特征在于，包括：

调度队列确定模块，用于根据待调度报文的优先级，确定待调度报文对应的调度队列；

报文调度模块，用于根据所述调度队列对应的最小调度带宽阈值，对该调度队列中的待调度报文进行调度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述报文调度模块对调度队列中的待调度报文进行调度时，所述报文调度模块对同一调度队列中的所有待调度报文采用相同的调度机制。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，还包括：

优先级确定模块，用于根据待调度报文的属性信息确定待调度报文的优先级，其中，所述属性信息包括以下至少之一：报文的协议号、报文的媒体接入控制地址、报文的IP地址、报文的端口号。

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