CN102006243B - 拥塞报文发送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拥塞报文发送方法，所述方法将N个报文发送队列分为缓冲报文队列和非缓冲报文队列，没有缓存报文的队列属于空闲队列组，有缓冲报文的队列具有发送报文能力CAPi，CAPi值大于0的队列属于发送状态队列组，CAPi值小于等于0的队列属于等待发送队列组，对于处于发送状态队列组的队列轮循发报。本发明实现简单，并能有效地减小了报文传送的延时，提高报文传输可靠性。

Description

拥塞报文发送方法
技术领域
本发明涉及网络传输技术领域，特别涉及一种拥塞报文发送方法。 
背景技术
在传统的IP网络中，所有的报文都被无区别的等同对待，每个转发设备对所有的报文均采用先入先出(FIFO)的策略进行处理，它尽最大的努力(Best-Effort)将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证。 
网络发展日新月异，随着IP网络上新应用的不断出现，对IP网络的服务质量也提出了新的要求，例如VoIP等实时业务就对报文的传输延迟提出了较高要求，如果报文传送延时太长，用户将不能接受(相对而言，E-Mail和FTP业务对时间延迟并不敏感)。为了支持具有不同服务需求的语音、视频以及数据等业务，要求网络能够区分出不同的通信，进而为之提供相应的服务。传统IP网络的尽力服务不可能识别和区分出网络中的各种通信类别，而具备通信类别的区分能力正是为不同的通信提供不同服务的前提，所以说传统网络的尽力服务模式已不能满足应用的需要。 
发明内容
(一)要解决的技术问题 
本发明要解决的技术问题是：如何发送拥塞的报文以减小报文传送的延时，提高报文传输可靠性。 
(二)技术方案 
为解决上述技术问题，本发明提供了一种拥塞报文发送方法，其特征在于，所述方法将N个报文发送队列分为缓冲报文队列和非缓冲 报文队列，当队列为缓冲报文队列时具有发送报文能力，每个队列的发送报文的能力为：CAP1、CAP2……CAPn，CAPi值大于0的缓冲报文队列为处于发送状态的队列，所述方法具体包括步骤： 
S1：检查发送状态队列组是否为空，若为空，则执行步骤S2，否则执行步骤S3； 
S2：遍历等待发送队列组，将组中队列的CAPi置为CAPi+BWi，并将CAPi＞0的队列移到发送状态队列组尾部，跳转执行步骤S1，所述BWi为队列分配的带宽； 
S3：处于发送状态的队列按发送报文的能力发送报文，发送报文后，其发送报文的能力CAPi置为CAPi-CAPpkt，所述CAPpkt为发报消费值，其中，i＝1，2，...，N； 
S4：判断所述发送状态的队列的CAPi是否大于0，若大于0，则将该队列移到所述发送状态队列组的尾部，跳转执行步骤S1；若不大于0，则判断该队列中是否仍有缓冲报文，若有，则将该队列置于等待发送队列组的尾部，否则，将该队列置于空闲队列组尾部，跳转执行步骤S1。 
其中，所述步骤S3中的CAPpkt为：带宽最大值BWmax＝MAX(BW1，BW2，...，BWN)。 
其中，所述步骤S3中的CAPpkt为：带宽最小值BWmin＝MIN(BW1，BW2，...，BWN)。 
其中，所述步骤S2中的CAPpkt为带宽平均值BWave＝(BW1+BW2+...+BWN)/N。 
(三)有益效果 
本发明通过对拥塞的报文队列的划分，并按发送报文的能力进行轮循发送，减小了报文传送的延时，提高报文传输可靠性。 
附图说明
图1是本发明实施例的一种拥塞报文发送方法流程图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 
本实施例中共有N个队列：Q1、Q2......QN，分别对应带宽：BW1、BW2......BWN，N个队列中，有的有缓冲报文，有的没有缓存报文，缓冲的报文的长度是随机的，要求按比例快速准确地发送报文。本方法将N个报文发送队列分为缓冲报文队列和非缓冲报文队列，当队列为缓冲报文队列时具有发送报文能力，每个队列的发送报文的能力：CAP1、CAP2......CAPn，CAPi的值在创建队列时初始化为0，CAPi值大于0的队列为处于发送状态的队列。所有非缓冲报文队列为一组，为空闲队列组，所有缓冲报文队列为一组，为等待发送队列组，所有处于发送状态的队列为一组，为发送状态队列组。以下是在处理拥塞报文时常用的几个变量： 
统计时间T 
T时间内接口入队报文字节数BYTEt 
T时间内接口入队报文数PKTt 
平均报长度PKTLENave＝BYTEt/PKTt 
带宽最大值BWmax＝MAX(BW1，BW2，...，BWN) 
带宽最小值BWmin＝MIN(BW1，BW2，...，BWN) 
带宽平均值BWave＝(BW1+BW2+...+BWN)/N 
其中，BW1+BW2+...+BWN＝接口带宽。 
如何使多个队列按带宽比例公平平均地出队，避免有的队列出报文快，有的队列出报文慢，造成流量突发或延迟，本方法是根据处于发送状态队列的发送报文的能力轮循发送报文，具体流程如图1所示，包括： 
步骤S101，调度阻塞报文发送任务入口，判断有没有拥塞报文，如果有执行步骤S102，否则退出阻塞报文发送任务。 
步骤S102，判断发送状态队列组是否为空，若为空，则执行步 骤S103，不为空。则执行步骤S104。 
步骤S103，遍历等待发送队列组，将组中队列的CAPi置为CAPi+BWi，并将CAPi＞0的队列移到发送状态队列组尾部，并跳转到步骤S102。其中，BWi为队列分配的带宽。带宽是共享链路带宽，各自分配的带宽，比如100M的以太口，20.0.0.0/8网段的20M，30.0.0.0/8网段的50M，其余的30M。若等待发送队列组也为空，则退出阻塞报文发送任务。 
步骤S104，处于发送状态的队列按在发送状态队列组的次序依次发送报文，发送报文后，其发送报文的能力CAPi置为CAPi-CAPpkt，所述CAPpkt为发报消费值，其中，i＝1，2，...N。 
其中，CAPpkt为：带宽最大值BWmax＝MAX(BW1，BW2，...，BWN)，带宽最小值BWmin＝MIN(BW1，BW2，...，BWN)，或为带宽平均值BWave＝(BW1+BW2+...+BWN)/N。 
步骤S105，判断该发送状态的队列的CAPi是否大于0，若大于0，则执行步骤S106，否则，执行步骤S107。 
步骤S106，则将该队列移到发送状态队列组的尾部，跳转执行步骤S102，即等待下一次轮循到该队列时，再次发送报文。 
步骤S107，判断该队列中是否仍有缓冲报文，若有，则执行步骤S108，否则，执行步骤S109。 
步骤S108，将该队列置于等待发送队列组的尾部，跳转执行步骤S102。 
步骤S109，将该队列置于空闲队列组的尾部，跳转执行步骤S102。 
整个过程中，如果CAPpkt比较大，那么，一次轮循发送后，所有的CAPi都为负，这时遍历等待发送队列组中的缓冲报文队列，计算能力CAPi＝CAPi+BWi，如果CAPi＞0，要将队列移到发送状态队列组，遍历一遍缓冲报文队列后发送状态队列组还为空，那么还需要在遍历一次增加发送报文能力，直到让发送状态队列组不为空。因此，在步 骤S104中的CAPpkt为带宽最大值BWmax，则出队最准确，因为每轮循一次都要计算每个对列的发送报文的能力，CAPpkt等于BWmin时，出队效率最高，因为不用每个轮循一次就计算每个队列的发送报文的能力。所以，需要选择一个值BWbest，让CAPpkt等于BWbest，使报文能够高效准确地出队。 
PKTLEN是每一个报文的长度，CAPpkt尽可能接近于BWbest，下面介绍怎么计算CAPpkt，通过BWbest和PKTLENave得到一个权值weight＝log2(BWbest/PKTLENave)。CAPpkt＝PKTLEN＜＜weight，这样得到CAPpkt＝PKTLEN＜＜(log2(BWbest/PKTLENave))函数。其中，＜＜为左移位符号，导出计算CAPpkt函数，要求计算的CAPpkt尽量准确，同时计算CAPpkt要快，因为每一个报文都计算一次CAPpkt，一个1000M的接口要转发大约50万个包，导出的函数公式里，每报数据计算只有一个移位操作，效率极高。BWave鉴于BWmin和BWmax之间，实验证明，BWbest取BWave出报准确度和效率都比较高。 
上述方法，实现简单，并能有效地减小了报文传送的延时，提高报文传输可靠性。 
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。 

Claims (4)

1.一种拥塞报文发送方法，其特征在于，所述方法将N个报文发送队列分为缓冲报文队列和非缓冲报文队列，当队列为缓冲报文队列时具有发送报文能力，每个队列的发送报文的能力为：CAP1、CAP2......CAPn，CAPi值大于0的缓冲报文队列为处于发送状态的队列，CAPi值小于等于0的队列为等待发送队列，所述方法具体包括步骤：
S1：检查发送状态队列组是否为空，若为空，则执行步骤S2，否则执行步骤S3；
S2：遍历等待发送队列组，将组中队列的CAPi置为CAPi+BWi，并将CAPi＞0的队列移到发送状态队列组尾部，跳转执行步骤S1，所述BWi为队列分配的带宽，若等待发送队列组也为空，则退出拥塞报文的发送；
S3：处于发送状态的队列按发送报文的能力发送报文，发送报文后，其发送报文的能力CAPi置为CAPi-CAPpkt，所述CAPpkt为发报消费值，其中，i＝1，2，...，N；
S4：判断所述发送状态的队列的CAPi是否大于0，若大于0，则将该队列移到所述发送状态队列组的尾部，跳转执行步骤S1；若不大于0，则判断该队列中是否仍有缓冲报文，若有，则将该队列置于等待发送队列组的尾部，否则，将该队列置于空闲队列组尾部，跳转执行步骤S1。
2.如权利要求1所述的拥塞报文发送方法，其特征在于，所述步骤S3中的CAPpkt为：带宽最大值BWmax＝MAX(BW1，BW2，...，BWN)。
3.如权利要求1所述的拥塞报文发送方法，其特征在于，所述步骤S3中的CAPpkt为：带宽最小值BWmin＝MIN(BW1，BW2，...，BWN)。 
4.如权利要求1所述的拥塞报文发送方法，其特征在于，所述步骤S3中的CAPpkt为带宽平均值BWave＝(BW1+BW2+…+BWN)/N。 
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