CN102333035B - 路由器及其rsvp预留资源调度方法和装置 - Google Patents

路由器及其rsvp预留资源调度方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种RSVP预留资源调度方法，上述方法在轮询周期内，统计当前调度的队列占用RSVP预留资源的时长L，并判断上述时长L是否大于预设的调度时长门限值Lth，若是，则将上述当前调度的队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T，按照待调度队列中，优先级低于上述当前调度的队列的各队列的权重值w的比例，分配给上述优先级低于上述当前调度的队列的各队列，并按照上述各队列的优先级，在各自分配到的时间内调度各队列；本发明还公开了一种RSVP预留资源调度装置和路由器。本发明提高了RSVP预留资源的利用率。

Description

路由器及其RSVP预留资源调度方法和装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种路由器及其RSVP(Resource ReservationProtocol，资源保留协议)预留资源调度方法和装置。
背景技术
由于IP语音、视频等延时敏感数据传输应用的需求激增，众多企业网和服务供应商的网络服务都随之改进，实时应用在IP网络中显得越来越重要，这就要求动态路由机制不仅能够处理拥塞而且能够对拥塞加以预防。应由而生的RSVP及其附加组件，支持为端到端分组延迟提供特定的QoS(Quality of Service，服务质量)，可以为特定的应用预约必要的链路带宽，其在流经过的各个路由器节点上对资源进行预留，并维持该状态直到应用程序释放资源。
RSVP为应用程序(或一个代表应用程序的路由器)提供了一种向网络发出信令以要求所需QoS级别的方法。RSVP是一种Layer 3信令协议，允许一个应用程序以每个流为单位请求QoS服务。
RSVP主机传输一个需要发送数据流满足特定QoS的RSVP资源预约请求，路由器收到请求后，由于路由器在链路上预留的资源不能超过链路本身资源的大小，因此首先通过决策控制和接纳控制来检查上述请求是否可以被接纳，若可接纳，则为所述请求设置相应的连接参数，建立资源预约，同时将上述RSVP资源预约请求转发给通过路由协议预先建立的路径的下一个节点，只要RSVP资源预约请求通过了数据路径上所有节点的检查，则相应的数据流的网络传输便可以获得其请求的QoS了。
RSVP操作的基础包括会话、过滤器规范和流规范。会话是一个数据流，由目标标识；过滤器规范定义了要请求预留的数据包分组；流规范指定所需的QoS和调度器中的参数，流规范的内容包括服务类型、Rspec、Tspec三个要素，其中Rspec参数定义所需QoS，Tspec描述数据流。会话和过滤器规范一起定义了路由器节点要接收的数据流所需的QoS，调度器按照数据流的QoS，将报文放入相应的传输队列。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种路由器及其RSVP预留资源调度方法和装置，以优化RSVP预留资源的利用。
本发明提供了一种RSVP预留资源调度方法，上述方法为：
在轮询周期内，统计当前调度的队列占用RSVP预留资源的时长L；
判断上述时长L是否大于预设的调度时长门限值Lth，若是，则
将上述当前调度的队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T，按照待调度队列中，优先级低于上述当前调度的队列的各队列的权重值w的比例，分配给上述优先级低于上述当前调度的队列的各队列；
按照上述各队列的优先级，在各自分配到的时间内调度各队列。
优选地，上述方法还包括以下步骤：
预先为系统中的队列设置优先级；
当收到预留了RSVP资源的用户发送的数据流后，按照上述数据流的业务类型的优先级，将上述数据流按报文放入对应的优先级队列；
计算上述队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T及权重值w。
优选地，上述方法通过以下步骤计算队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T：
按照RSVP刷新周期，统计各队列的第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔t；
根据上述时间间隔t及系统在上述RSVP刷新周期内待调度的队列总数n，计算上述队列在上述RSVP刷新周期内可承受的最大时延T。
优选地，上述方法通过以下公式计算队列在上述RSVP刷新周期内可承受的最大时延T：
T＝t/n
其中，t表示上述队列在RSVP刷新周期内，第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔；n表示系统在上述RSVP刷新周期内待调度的队列总数。
优选地，上述方法通过以下步骤计算队列的权重值w：
统计各队列的报文到达率p；
统计各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x；
根据上述各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x，计算在上述RSVP刷新周期内转发的报文总数m；
根据上述报文到达率p、报文数x及报文总数m，计算各队列的权重值w。
优选地，上述方法通过以下公式计算队列的权重值w：
w＝x/m*p
其中，x表示上述队列在RSVP刷新周期内转发的报文数；m表示系统在RSVP刷新周期内转发的报文总数；p表示上述队列的报文到达率。
本发明还公开了一种RSVP预留资源调度装置，上述装置包括队列模块、统计模块、分配模块、调度模块，
上述队列模块，用于存储预先设置了优先级的队列；
上述统计模块，用于在轮询周期内，统计当前调度的队列占用RSVP预留资源的时长L，并判断上述时长L是否大于预设的调度时长门限值Lth，将判断结果发送给上述分配模块；
上述分配模块，用于在收到的判断结果为上述时长L大于上述调度时长门限值Lth时，将当前调度的队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T，按照待调度队列中，优先级低于上述当前调度的队列的各队列的权重值w的比例，分配给上述优先级低于上述当前调度的队列的各队列；
上述调度模块，用于按照上述各队列的优先级，在各自分配到的时间内调度上述队列。
优选地，上述统计模块，用于按照RSVP刷新周期，周期性统计各队列的第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔t；各队列的报文到达率p；各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x。
优选地，上述装置还包括数据流管理模块和计算模块，
上述数据流管理模块，用于按照数据流业务类型的优先级，将预留了RSVP资源的用户发送来的数据流按报文放入对应的优先级队列；
上述计算模块，用于根据上述统计模块统计的各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x，计算上述RSVP刷新周期内转发的报文总数m；以及计算队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T及队列的权重值w。
本发明进一步提供了一种路由器，上述路由器包括上述RSVP预留资源调度装置。
本发明当前调度的队列可容忍的时延时间内，让优先级低于当前调度的队列的队列使用RSVP资源，使得各队列被合理调度，改善了现有技术的优先级低的队列被饿死的现象，提高了RSVP预留资源的利用率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明RSVP预留资源调度方法优选实施例的流程图；
图2是本发明RSVP预留资源调度装置优选实施例原理框图；
图3是本发明路由器优选实施例原理框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明RSVP预留资源调度方法优选实施例的流程图，本实施例包括以下步骤：
步骤S001：为系统中的各队列设置优先级；
步骤S002：收到预留了RSVP资源的用户发送的数据流；
步骤S003：按照上述数据流业务类型的优先级，将上述数据流按报文放入对应的优先级队列；
步骤S004：按照RSVP刷新周期，统计系统中各队列的第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔t、报文到达率p及各队列在上述RSVP刷新周期内转发的报文数x；
步骤S005：根据上述各队列在上述RSVP刷新周期内转发的报文数x，计算系统在上述RSVP刷新周期内转发的报文总数m；
设系统中有n个队列，则其中，xi表示第i个队列在上述RSVP刷新周期内转发的报文数；
步骤S006：根据步骤S004和步骤S005的结果，计算各队列在上述RSVP刷新周期内可承受的最大时延T及各队列的权重值w；
队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T通过如下公式计算：
T＝t/n
其中，t表示步骤S001统计的队列的第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔；n表示系统中的队列总数。
队列的权重值w通过如下公式计算：
w＝x/m*p
其中，x表示步骤S001统计的队列在RSVP刷新周期内转发的报文数；m表示步骤S002计算得到的系统在RSVP刷新周期内转发的报文总数；p表示步骤S001统计的队列的报文到达率。
以上步骤均是为调度做准备。
步骤S007：在轮询周期内，统计当前调度的队列占用RSVP预留资源的时长L；
步骤S008：判断上述时长L是否大于预设的调度时长门限值Lth，若是，则执行步骤S009；否则，执行步骤S007；
步骤S009：将上述当前调度的队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T，按照待调度队列中，优先级低于上述当前调度的队列的各队列的权重值w的比例，分配给上述优先级低于上述当前调度的队列的各队列；
比如，当前调度的队列为A，待调度队列中，优先级低于队列A的队列为B、C、D；设队列A在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T＝10s，队列B、C、D的权重值分别为2、2、1；则分配比例为2∶2∶1，队列B、C、D分配到的时间为：4s、4s、2s；
步骤S010：按照上述各队列的优先级，在各自分配到的时间内调度各队列；
即在各自分配的时间内，相应的队列可占用RSVP预留资源来转发报文。
比如，队列B、C、D分配到的时间为：4s、4s、2s，其优先级排序为C、D、B，则，首先调度队列C，即其占用RSVP预留资源转发报文4s，然后调度队列D，即其占用RSVP预留资源转发报文2s，最后度队列B，即其占用RSVP预留资源转发报文4s。
步骤S011：调度完毕，返回上述当前调度的队列继续调度。
如图2所示，是本发明RSVP预留资源调度装置优选实施例原理框图，本实施例包括队列模块10、数据流管理模块20、统计模块30、计算模块40、分配模块50、调度模块60，
队列模块10，用于存储预先设置了优先级的队列；
数据流管理模块20，用于按照数据流业务类型的优先级，将预留了RSVP资源的用户发送来的数据流按报文放入队列模块10中对应的优先级队列；
统计模块30，用于在RSVP刷新周期，统计各队列的第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔t；各队列的报文到达率p以及各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x；在轮询周期内，统计当前调度的队列占用RSVP预留资源的时长L，并判断上述时长L是否大于预设的调度时长门限值Lth，将判断结果发送给分配模块50；
计算模块40，用于根据统计模块30统计的各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x，计算上述RSVP刷新周期内转发的报文总数m；以及计算队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T及队列的权重值w；
分配模块50，用于在收到的判断结果为上述时长L大于上述调度时长门限值Lth时，将当前调度的队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T，按照待调度队列中，优先级低于上述当前调度的队列的各队列的权重值w的比例，分配给上述优先级低于上述当前调度的队列的各队列；
调度模块60，用于按照上述各队列的优先级，在各自分配到的时间内调度上述队列。
如图3所示，是本发明路由器优选实施例原理框图，本实施例的路由器包括图2所示的RSVP预留资源调度装置，RSVP预留资源调度装置的具体结构参见上述对图2的描述。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种资源保留协议RSVP预留资源调度方法，其特征在于，所述方法为：
在轮询周期内，统计当前调度的队列占用RSVP预留资源的时长L；
判断所述时长L是否大于预设的调度时长门限值Lth，若是，则
将所述当前调度的队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T，按照待调度队列中，优先级低于所述当前调度的队列的各队列的权重值w的比例，分配给所述优先级低于所述当前调度的队列的各队列；
按照所述各队列的优先级，在各自分配到的时间内调度各队列；
其中，通过以下公式计算队列在所述RSVP刷新周期内可承受的最大时延T：
T＝t/n
其中，t表示所述队列在RSVP刷新周期内，第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔；n表示系统在所述RSVP刷新周期内待调度的队列总数；
所述在各自分配到的时间内调度各队列是指：在各自分配的时间内，相应的队列可占用RSVP预留资源来转发报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
预先为系统中的队列设置优先级；
当收到预留了RSVP资源的用户发送的数据流后，按照所述数据流的业务类型的优先级，将所述数据流按报文放入对应的优先级队列；
计算所述队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T及权重值w。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法通过以下步骤计算队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T：
按照RSVP刷新周期，统计各队列的第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔t；
根据所述时间间隔t及系统在所述RSVP刷新周期内待调度的队列总数n，计算所述队列在所述RSVP刷新周期内可承受的最大时延T。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法通过以下步骤计算队列的权重值w：
统计各队列的报文到达率p；
统计各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x；
根据所述各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x，计算在所述RSVP刷新周期内转发的报文总数m；
根据所述报文到达率p、报文数x及报文总数m，计算各队列的权重值w。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法通过以下公式计算队列的权重值w：
w＝x/m*p
其中，x表示所述队列在RSVP刷新周期内转发的报文数；m表示系统在RSVP刷新周期内转发的报文总数；p表示所述队列的报文到达率。
6.一种RSVP预留资源调度装置，其特征在于，所述装置包括队列模块、统计模块、分配模块、调度模块，
所述队列模块，用于存储预先设置了优先级的队列；
所述统计模块，用于在轮询周期内，统计当前调度的队列占用RSVP预留资源的时长L，并判断所述时长L是否大于预设的调度时长门限值Lth，将判断结果发送给所述分配模块；
所述分配模块，用于在收到的判断结果为所述时长L大于所述调度时长门限值Lth时，将当前调度的队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T，按照待调度队列中，优先级低于所述当前调度的队列的各队列的权重值w的比例，分配给所述优先级低于所述当前调度的队列的各队列；
所述调度模块，用于按照所述各队列的优先级，在各自分配到的时间内调度所述队列；
其中，通过以下公式计算队列在所述RSVP刷新周期内可承受的最大时延T：
T＝t/n
其中，t表示所述队列在RSVP刷新周期内，第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔；n表示系统在所述RSVP刷新周期内待调度的队列总数；
所述在各自分配到的时间内调度所述队列是指：在各自分配的时间内，相应的队列可占用RSVP预留资源来转发报文。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述统计模块，用于按照RSVP刷新周期，周期性统计各队列的第一个进入的报文到最后一个离开的报文之间时间间隔t；各队列的报文到达率p；各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括数据流管理模块和计算模块，
所述数据流管理模块，用于按照数据流业务类型的优先级，将预留了RSVP资源的用户发送来的数据流按报文放入对应的优先级队列；
所述计算模块，用于根据所述统计模块统计的各队列在RSVP刷新周期内转发的报文数x，计算所述RSVP刷新周期内转发的报文总数m；以及计算队列在RSVP刷新周期内可承受的最大时延T及队列的权重值w。
9.一种路由器，其特征在于，所述路由器包括权利要求6-8任一项所述的RSVP预留资源调度装置。
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