CN102611608B

CN102611608B - 一种管理虚拟输出队列授权盈余的方法及装置

Info

Publication number: CN102611608B
Application number: CN201110024015.8A
Authority: CN
Inventors: 朱艳亮; 徐健
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: CN102611608A; WO2012097599A1

Abstract

本发明涉及通信技术领域，为了解决现有技术中的管理VOQ授权盈余的方法，不能很好的使用数据包传输带宽资源的问题，提供一种管理虚拟输出队列VOQ授权盈余的方法及装置，该方法包括：根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，为VOQ分配的授权用于表示数据包出队量，授权盈余清除系数用于表示VOQ授权盈余被清除比例，若VOQ授权盈余清除系数非零，则根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余，由于根据分配的授权和输入流量确定授权盈余清除系数并更新授权盈余，使得能更好的使用数据包传输带宽资源。

Description

一种管理虚拟输出队列授权盈余的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种管理虚拟输出队列授权盈余的方法及装置。

背景技术

包传送网络操作的基本单元是数据包，数据包的大小动态范围较大，从几十字节到上千字节不等。一个优秀的包传送网络需要能够提供丰富的差异化服务，因此复杂的流量管理机制普遍用于包传送网络设备中。常见的调度机制有两种：

第一种是数据推动型调度机制，只有在数据包到达调度节点后，才进行相应的调度。输入侧将用户的流量进行调度后传输给输出侧，由输出侧进行调度输出。调度机制配置简单，但灵活性低，输出侧调度需要消耗大量硬件逻辑资源。

第二种是拉动数据型调度机制，根据出口带宽为虚拟输出队列VOQ分配代表固定字节数的授权，VOQ在得到一定量授权之后被允许出列，所有出列的VOQ进行一次调度后将数据包调度输出。降低了电路逻辑的复杂度和资源消耗，可以支持较多的队列数。对于授权盈余的管理采用被动机制，在VOQ中没有数据包或较少数据包时不会主动地清除掉多余授权盈余，授权盈余会产生积攒效应，等到有分组到达时，积攒的授权盈余使得部分数据包不受调度装置的控制而直接输出。这部分不受调度控制的数据包可能会产生突发及低优先级分组抢占高优先级数据包的带宽。

在拉动数据型调度机制中，VOQ的授权盈余是VOQ出包的依据，需要积攒到一定程度，VOQ才能转发数据包，大部分时候VOQ的授权盈余值是不为零的，现有技术方案保留VOQ的授权盈余值或全部清零。这些不为零的授权盈余存在说明系统带宽被浪费，尤其在VOQ数较多时情况会更加明显。在系统重载时如果将队列非零的授权盈余值全部清除，与此同时可能导致其它有待发包的队列得不到授权；在系统轻载时，如果保留队列非零的授权盈余值，则队列会积攒了一定量的授权盈余值，在系统输入流量增大时会造成突发，这部分突发流量不受调度机制的控制，而且会出现低优先级数据包挤占高优先级数据包的带宽。

现有技术中存在问题如下，现有管理VOQ授权盈余的方法，由于要么保留VOQ的授权盈余值或全部清零，不能很好的使用数据包传输带宽资源。

发明内容

为了解决现有技术中的管理VOQ授权盈余的方法，不能很好的使用数据包传输带宽资源的问题，本发明提供了一种管理虚拟输出队列VOQ授权盈余的方法及装置。

本发明实施例提供的一种管理虚拟输出队列VOQ授权盈余的方法，包括：

根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，为VOQ分配的授权用于表示数据包出队量，授权盈余清除系数用于表示VOQ授权盈余被清除比例；

若VOQ授权盈余清除系数非零，则根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余。

本发明实施例还提供了一种管理虚拟输出队列VOQ授权盈余的装置，包括：

确定模块，用于根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，为VOQ分配的授权用于表示数据包出队量，授权盈余清除系数用于表示VOQ授权盈余被清除比例；

更新模块，用于若VOQ授权盈余清除系数非零，则根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余。

本发明实施例提供的方案，由于根据分配的授权和输入流量确定授权盈余清除系数并更新授权盈余，使得能更好的使用数据包传输带宽资源。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的授权盈余清除系数确定方法流程图；

图3为本发明实施例提供的装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行详细说明。

本实施方案提供一种管理VOQ授权盈余的方法，本实施例中被管理VOQ可以是系统级VOQ、端口级VOQ、用户级VOQ或队列级的VOQ，这样可以实现不同精度的VOQ授权盈余管理，为了解决现有技术中的管理VOQ授权盈余的方法，不能很好的使用数据包传输带宽资源的问题，本实施例的方案需要确定一个用于表示VOQ授权盈余被清除比例的，被管理VOQ的授权盈余清除系数，该授权盈余清除系数是根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量确定的，为VOQ分配的授权用于表示数据包出队量，例如为被管理VOQ分配的授权为C，被管理VOQ的输入流量为I，被管理VOQ的授权盈余清除系数为CLR_final，其中I和C使用相同的表示单位，CLR_final＝(C-I)/C，例如根据I＝1.3、C＝1.7可以确定CLR_final＝(1.7-1.3)/1.7＝0.235，或者根据I＝0.5、C＝0.8可以确定CLR_final＝0.375，进而由于VOQ授权盈余清除系数CLR_final非零，根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余。当然，根据C和I确定CLR_final，的并不局限于CLR_final＝(C-I)/C，根据需求的不同也可以采用其它的形式，如令CLR_final＝(C-I)/I，或CLR_final＝I/C。具体的流程如图1所示包括：

步骤101：获取被管理VOQ的数据包流量统计信息。

本步骤中，可以根据不同精度的VOQ授权盈余管理的需求获取不同精度级别的数据包流量统计信息，例如被管理VOQ是基于某一端口VOQ即基于端口进行VOQ授权盈余管理，则本步骤中需要获取该端口的数据包流量统计信息。

假设有两个最大传送能力都为1Gbps的双向端口port a和port b，两个端口的权重相同；端口port b包含两个用户user a和userb，user a和userb的出口带宽都为0.5Gbps，两个用户的权重相同。用户设置P＝0.1。假设在某段时间t1～t2系统和端口级的数据包流量统计信息如表1所示，I表示指定时间段t1～t2被管理VOQ(例如端口port a的VOQ或端口port b的VOQ)的输入流量，O表示指定时间段t1～t2被管理VOQ(例如端口port a的VOQ或端口port b的VOQ)的输出流量，C表示指定时间段t1～t2为VOQ(例如端口port a的VOQ或端口port b的VOQ)分配的授权，用户级的统计数据如表2所示，表中I、O和C使用相同的表示单位。

表1

表2

其中，表1、表2中的方案只作为优选实施例进行说明采用的数据包流量统计信息，本实施例中不限于表1、表2中的数据包流量统计信息，具体实施时不同的系统，可能获取到被管理VOQ不同的数据包流量统计信息，同一系统不同的时间，也可能获取到被管理VOQ不同的数据包流量统计信息。

为了更优的确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，进一步根据传输负载状态确定CLR_final。

步骤102：确定被管理VOQ的传输负载状态。

根据I和O的大小关系判断传输负载状态，若I＜O则确定传输负载状态为轻载，此时被管理VOQ在系统缓存中的数据包不成上升趋势，否则确定传输负载状态为重载，此时被管理VOQ在系统缓存中的数据包成上升趋势。

对于端口port a，I＝0.5，O＝0.7，I＜O，基于端口port a被管理VOQ的传输负载状态为轻载，对于端口port b，I＝0.8，O＝0.7，I＞O，基于端口port b被管理VOQ的传输负载状态为重载。

为了更优的确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，进一步根据授权盈余保留系数P确定CLR_final。

步骤103：根据被管理VOQ的传输负载状态、授权盈余保留系数P、输入流量I和为被管理VOQ分配的授权C，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数CLR_final。

授权盈余保留系数P为预设定的VOQ授权盈余的保留比例，例如希望VOQ授权盈余为100字节时保留10字节，保留比例为10％，则授权盈余保留系数P＝0.1。本实施例中设定P＝0.1。本实施例中授权盈余保留系数P并非必选的参数，可以根据不同系统的具体需求进行设定，当然也可以不对该参数进行设定。

本步骤中包括如下子步骤，如图2所示：

步骤1031：计算第一中间系数CLR’。

CLR’＝(C-I)/C，端口port a的CLR’＝(0.8-0.5)/0.8＝0.375，端口port b的CLR’＝(0.9-0.8)/0.9≈0.111。当然，CLR’的确定也并不局限于CLR’＝(C-I)/C，根据需求的不同也可以采用其它的形式，如令CLR’＝(C-I)/I，或CLR’＝I/C。

步骤1032：根据被管理VOQ的传输负载状态，确定第二中间系数CLR。

若是轻载，则令CLR＝CLR’，否则令CLR＝CLR’/2。

当然若是轻载，也可以令CLR＝0.95CLR’，否则令CLR＝CLR’/3，若是轻载，则令CLR＝CLR’，否则令CLR＝CLR’/2是本实施例中的优选方案。

port a的CLR＝0.375，端口port b的CLR≈0.06。

步骤1033：根据CLR是否大于P，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数CLR_final。

若CLR.＞P，令CLR_final＝CLR-P，否则令CLR_final＝0。

port a的CLR_final＝CLR-P＝0.375-0.1＝0.275，端口port b的CLR_final＝0，参见表3。

表3

当然本实施例中根据被管理VOQ的传输负载状态，来确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，只是为了更合理的确定第二中间系数CLR，进而确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，最基本的方案是根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，来确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，其中为VOQ分配的授权用于表示数据包出队量，授权盈余清除系数用于表示VOQ授权盈余被清除比例。即当根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，来确定被管理VOQ的授权盈余清除系数时，上述的第一中间系数CLR’即为最终的CLR_final；当根据被管理VOQ的传输负载状态，为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，来确定被管理VOQ的授权盈余清除系数时，上述的第二中间系数CLR即为最终的CLR_final；当根据授权盈余保留系数P，被管理VOQ的传输负载状态，为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，来确定被管理VOQ的授权盈余清除系数时，上述的CLR_final即为最终的CLR_final。

步骤104：若VOQ授权盈余清除系数非零，则根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余。

本实施例中port a t1之前的剩余的VOQ授权盈余为0.1G，加上根据C-O＝0.8-0.7＝0.1G，得到时间段t1～t2内的port a的VOQ的授权盈余为0.2G。根据port a的VOQ授权盈余清除系数为0.0275，得到清除port a的VOQ授权盈余为0.2*0.275＝0.055G，更新后的VOQ的授权盈余为0.2-0.055＝0.145G。由于port b的VOQ授权盈余清除系数为零，不需要清除port b的VOQ授权盈余。

类似的，如表4所示，流量统计结果表明user a流量重载，输入已经超过其带宽，此时不清除user a的授权盈余。user b流量轻载，输入为0.2，输出0.25略大于输入，说明user b的流量在下降，而授权发了0.45，远大于输入和输出，对于user b应该清除掉部分授权盈余。user b的授权盈余清除系数为(0.45-0.25)/0.45-0.1≈0.46。user b需清除掉的授权盈余为(0.45-0.25)*0.46＝0.092。

表4

本发明实施例还提供了一种管理虚拟输出队列VOQ授权盈余的装置，如图3所示，包括：

确定模块201，用于根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，为VOQ分配的授权用于表示数据包出队量，授权盈余清除系数用于表示VOQ授权盈余被清除比例；

更新模块202，用于若VOQ授权盈余清除系数非零，则根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余。

进一步，确定模块201，还用于根据被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，授权盈余保留系数为预设定的数据包队列授权盈余的保留比例。

进一步，还包括：

统计模块203，用于根据被管理VOQ的数据包流量统计信息确定被管理VOQ的传输负载状态；

确定模块201，还用于根据被管理VOQ的传输负载状态、被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数。

进一步，确定模块201，还用于计算第一中间系数CLR’，CLR’＝(C-I)/C，C表示指定时间段内为VOQ分配的授权，I表示指定时间段内被管理VOQ的输入流量；

若被管理VOQ的传输负载状态为轻载，则根据CLR＝CLR’确定第二中间系数CLR，若被管理VOQ的传输负载状态为重载，则根据CLR＝CLR’/2确定第二中间系数CLR；

判断第二中间系数CLR是否大于被管理VOQ的授权盈余保留系数P，若CLR.＞P，则根据CLR_final＝CLR-P，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数CLR_final，否则确定被管理VOQ的授权盈余清除系数CLR_final为零。

进一步，确定模块201，还用于根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，被管理VOQ为系统级VOQ、端口级VOQ、用户级VOQ或队列级的VOQ。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种管理虚拟输出队列VOQ授权盈余的方法，其特征在于，包括：

根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，其中为VOQ分配的授权用于表示数据包出队量，授权盈余清除系数用于表示VOQ授权盈余被清除比例；

若VOQ授权盈余清除系数非零，则根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余；

根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数具体为：

根据被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，其中授权盈余保留系数为预设定的VOQ授权盈余的保留比例。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据被管理VOQ的数据包流量统计信息确定被管理VOQ的传输负载状态；

根据被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数具体为：

根据被管理VOQ的传输负载状态、被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据被管理VOQ的传输负载状态、被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数包括：

计算第一中间系数CLR’，CLR’＝(C-I)/C，C表示指定时间段内为VOQ分配的授权，I表示指定时间段内被管理VOQ的输入流量；

判断第二中间系数CLR是否大于被管理VOQ的授权盈余保留系数P，若CLR.>P，则根据CLR_final＝CLR-P，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数CLR_final，否则确定被管理VOQ的授权盈余清除系数CLR_final为零。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数具体为：

被管理VOQ为系统级VOQ、端口级VOQ、用户级VOQ或队列级的VOQ。

5.一种管理虚拟输出队列VOQ授权盈余的装置，其特征在于，包括：

更新模块，用于若VOQ授权盈余清除系数非零，则根据授权盈余清除系数更新VOQ的授权盈余；

确定模块，还用于根据被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，授权盈余保留系数为预设定的数据包队列授权盈余的保留比例。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

统计模块，用于根据被管理VOQ的数据包流量统计信息确定被管理VOQ的传输负载状态；

确定模块，还用于根据被管理VOQ的传输负载状态、被管理VOQ的授权盈余保留系数、为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，确定模块，还用于计算第一中间系数CLR’，CLR’＝(C-I)/C，C表示指定时间段内为VOQ分配的授权，I表示指定时间段内被管理VOQ的输入流量；

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，确定模块，还用于根据为被管理VOQ分配的授权和被管理VOQ的输入流量，确定被管理VOQ的授权盈余清除系数，被管理VOQ为系统级VOQ、端口级VOQ、用户级VOQ或队列级的VOQ。