CN102647323B - 流量控制方法、装置和集群系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量控制方法、装置和集群系统，属于令牌环技术领域。所述方法包括：令牌环中的一个节点接收令牌，其中该令牌环包括至少两个节点；根据令牌中包含的令牌环中节点发送消息的相关信息，对待发送的消息进行编号；根据待发送的消息的编号更新所述令牌，并将更新后的令牌传递给令牌环中的下一个节点；在将更新后的令牌发送到下一个节点之后，将编号过的消息依次发送到令牌环中的各节点。所述装置包括：接收模块、编号模块、更新模块和发送模块。所述集群系统包括构成令牌环的多个节点。本发明极大地缩短了令牌在令牌环上转一圈的时间，提高了令牌环集群的消息吞吐量，并且减少了消息的发送延时，提高了消息的实时性。

Description

流量控制方法、装置和集群系统

技术领域

本发明涉及令牌环技术领域，特别涉及一种流量控制方法、装置和集群系统。

背景技术

在集群里，要保证消息的全局有序性，一种很好的方法就是采用令牌环机制。令牌环机制的核心思想是当集群中的节点拿到令牌时，才有权利对外发送消息，而令牌按照环形网络的拓扑结构逐个节点传递，从而保证了集群中消息发送的全局有序性。

开源产品corosync采用了令牌环协议，是一个成熟的产品，其集群中的节点操作流程如下：当每个节点收到令牌后，从消息发送队列中取出一个消息进行编号，然后发送该编号后的消息到集群中，重复前面编号和发送两个步骤，直到发送完本圈内本节点允许发送的消息数量为止，传递令牌给集群中的下一个节点。

但是上述现有技术的缺点是，在任意时刻，只有一个节点在对外发送消息，这样严重限制了集群的消息吞吐量，而消息吞吐量是衡量集群能力的关键指标。

发明内容

为了提高令牌环集群的消息吞吐量，本发明实施例提供了一种流量控制方法、装置和集群系统。所述技术方案如下：

一方面，一种流量控制方法，包括：

令牌环中的任一个节点接收令牌，其中所述令牌环包括至少两个节点；

根据所述令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息，所述消息发送队列是指所述节点在本地产生的将要发送到令牌环集群中的消息发送队列，所述上限值对所述令牌环中的每个节点均适用；

根据所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起按照预设的步长依次递增给所述确定的本次待发送的消息进行编号；

记录所述本次待发送的消息的最大编号；

将所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号更改为所述记录的最大编号；

将更改最大编号后的所述令牌发送给所述令牌环中的下一个节点；

将所述编号过的消息组播发送到所述令牌环中的各节点。

另一方面，一种流量控制装置，所述装置位于令牌环中的任一个节点上，所述令牌环包括至少两个节点，所述装置包括：

接收模块，用于接收令牌；

编号模块，包括：

确定单元，用于根据所述令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息，所述消息发送队列是指所述节点在本地产生的将要发送到令牌环集群中的消息发送队列，所述上限值对所述令牌环中的每个节点均适用；

编号单元，用于根据所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起按照预设的步长依次递增给所述确定的本次待发送的消息进行编号；

更新模块，用于记录所述本次待发送的消息的最大编号，将所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号更改为所述记录的最大编号；

发送模块，用于将更改最大编号后的所述令牌传递给所述令牌环中的下一个节点，将所述编号过的消息组播发送到所述令牌环中的各节点。

再一方面，一种集群系统，所述集群系统包括多个节点，所述多个节点构成令牌环，其中：

所述每个节点用于接收所述令牌环中的上一个节点传递来的令牌，根据所述令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息，所述消息发送队列是指所述节点在本地产生的将要发送到令牌环集群中的消息发送队列，所述上限值对所述令牌环中的每个节点均适用；根据所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起按照预设的步长依次递增给所述确定的本次待发送的消息进行编号；记录所述本次待发送的消息的最大编号，将所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号更改为所述记录的最大编号，将更改最大编号后的所述令牌发送给所述令牌环中的下一个节点，将所述编号过的消息组播发送到所述集群系统中的各节点。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：当令牌环中的节点接收到令牌后，进行消息编号，将令牌发送给下一个节点后，再把编号过的消息发送到令牌环中，由于节点无需等待消息发送完成后再发送令牌，从而极大地缩短了令牌在令牌环上转一圈的时间，而令牌转一圈编号的消息数量是固定的，因此在单位时间内令牌转的圈数会大幅提高，从而提高了令牌环集群的消息吞吐量，达到了节点并行发送消息的效果，解决了令牌环集群消息吞吐量太低的问题。另外，由于令牌发送的时间提前了，节点下次发送的消息等待令牌的时间也缩短了，从而减少了消息的发送延时，提高了消息的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的令牌环的网络拓扑结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种流量控制方法流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种流量控制方法流程图；

图4是本发明实施例提供的令牌环上节点并行发送消息的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种流量控制装置结构图；

图6是本发明实施例提供的另一种流量控制装置结构图；

图7是本发明实施例提供的一种集群系统结构图。

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。

本发明实施例涉及令牌环技术。参见图1，为令牌环的网络拓扑结构示意图。其中，节点1至节点5共5个节点组成了令牌环集群，采用令牌环机制传递令牌和收发消息。令牌环上传递的令牌为一组参数信息，包括但不限于：令牌环ID、时间戳、令牌环中节点发送消息个数的上限值、令牌环已发送消息的最大编号、重发消息列表等等。令牌的周转时间包括两部分：令牌在令牌环网络上的时间，以及令牌在节点处理上的时间。节点的处理是指节点接收令牌、对消息进行编号、发送令牌和发送消息等。

参见图2，本发明实施例提供了一种流量控制方法，包括：

201：令牌环中的一个节点接收令牌，其中该令牌环包括至少两个节点；

202：根据该令牌中包含的令牌环中节点发送消息的相关信息，对待发送的消息进行编号；

203：根据待发送的消息的编号更新该令牌，并将更新后的令牌传递给令牌环中的下一个节点；

204：在将更新后的令牌发送到下一个节点之后，将编号过的消息发送到令牌环中的各节点。

其中，所述相关信息包括令牌环中节点发送消息个数的上限值和令牌环已发送消息的最大编号，步骤202可以具体包括：

根据该令牌中包含的令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息；

根据所述令牌中包含的令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起依次递增给已确定的本次待发送的消息进行编号。

优选地，所述本次待发送的消息个数小于或等于所述上限值。

进一步地，步骤203可以具体包括：

记录本次待发送的消息的最大编号；

将所述令牌中包含的令牌环已发送消息的最大编号更改为已记录的最大编号；

将更改最大编号后的所述令牌发送给所述令牌环中的下一个节点。

本实施例提供的上述方法，当令牌环中的节点接收到令牌后，进行消息编号，将令牌发送给下一个节点后，再把编号过的消息发送到令牌环中，由于节点无需等待消息发送完成后再发送令牌，从而极大地缩短了令牌在令牌环上转一圈的时间，而令牌转一圈编号的消息数量是固定的，因此在单位时间内令牌转的圈数会大幅提高，从而提高了令牌环集群的消息吞吐量，达到了节点并行发送消息的效果，解决了令牌环集群消息吞吐量太低的问题。另外，由于令牌发送的时间提前了，节点下次发送的消息等待令牌的时间也缩短了，从而减少了消息的发送延时，提高了消息的实时性。

参见图3，本发明实施例还提供了另一种流量控制方法，包括：

301：令牌环中的一个节点接收令牌，其中该令牌环包括至少两个节点；

本实施例中的所述令牌是指令牌环网络中传递的一组参数，具体内容详见上述实施例中的描述，此处不赘述。令牌在令牌环中的传递顺序是固定的，本实施例中所述令牌环中的一个节点是指令牌环上的任一个节点，本发明对此不限定。

302：所述节点根据收到的令牌中包含的令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息；

本实施例中，令牌环预设有节点发送消息个数的上限值，该上限值对令牌环中的每个节点均适用，令牌环中的每个节点每次发送消息的个数不能超过该上限值。

具体地，所述节点确定的本次待发送的消息个数小于或等于所述上限值。例如，令牌环预设的节点发送消息的个数上限值为5，则该令牌环中的每个节点每次发送消息的个数可以为1个、2个、3个、4个或者5个，但是不能超过5个。

所述消息发送队列是指所述节点在本地产生的将要发送到令牌环集群中的消息发送队列，其中可以包括一条或者多条消息，该消息发送队列中的消息均是未发送的消息，节点可以通过一次或者多次发送该消息发送队列中的消息。每次节点收到令牌后，都会从消息发送队列中取出本次待发送的消息，所述本次待发送的消息的个数不超过令牌环预设的节点发送消息个数的上限值。例如，节点的消息发送队列中有10条消息等待发送，所述上限值为5，则节点收到令牌后，从该消息发送队列中取出5条消息在本次发送，其余消息则等待在后续收到令牌后再发送。

303：所述节点根据该令牌中包含的该令牌环已发送消息的最大编号，从该最大编号起依次递增给已确定的本次待发送的消息进行编号；

所述节点收到的令牌中包括多种参数，其中包括令牌环已发送消息的最大编号。令牌环中各个节点发送的消息是按照全局规则进行编号的，每个节点都是在之前的节点已发送的消息编号的基础上继续递增进行编号的，递增的步长可以根据需要设置。例如，所述节点收到令牌后，获取其中的令牌环已发送消息的最大编号为2，则对本次待发送的消息进行编号时从3开始编号，按照步长为1依次编号为3、4、5等等；或者，还可以对本次待发送的消息进行编号时从4开始，按照步长为2依次编号为4、6、8等等；本发明对此不限定。

304：所述节点记录该本次待发送的消息的最大编号，将该令牌中包含的该令牌环已发送消息的最大编号更改为该记录的最大编号，此时，所述记录的最大编号对令牌环上的下一个节点而言代表了令牌环已发送消息的最大编号；

305：所述节点将更改最大编号后的该令牌发送给该令牌环中的下一个节点，从而以便于该下一个节点继续进行全局编号；

306：在将更改最大编号后的该令牌发送给该令牌环中的下一个节点之后，所述节点将编号过的消息发送到令牌环中的各节点，所述节点本次的处理流程结束。

其中，所述节点是逐条发送各消息的，所述发送为组播，令牌环中的各个节点均能收到该消息，具体过程，本发明不做过多说明。

本实施例提供的上述方法，当令牌环中的节点接收到令牌后，进行消息编号，将令牌发送给下一个节点后，再把编号过的消息发送到令牌环中，由于节点无需等待消息发送完成后再发送令牌，从而极大地缩短了令牌在令牌环上转一圈的时间，而令牌转一圈编号的消息数量是固定的，因此在单位时间内令牌转的圈数会大幅提高，从而提高了令牌环集群的消息吞吐量，达到了节点并行发送消息的效果，解决了令牌环集群消息吞吐量太低的问题。另外，由于令牌发送的时间提前了，节点下次发送的消息等待令牌的时间也缩短了，从而减少了消息的发送延时，提高了消息的实时性。

本实施例提供的上述方法中，令牌环上的各个节点可以并行发送消息，由于令牌环上有节点发送消息个数上限值的限制，因此，通常不会出现令牌环上所有节点同时发送消息的情况，可能出现部分节点同时发送消息的场景。例如，参见图4，为令牌环上的部分节点并行发送消息的示意图。其中，令牌环上共有5个节点，分别为节点1至节点5。当节点2收到令牌时，进行如下操作：给本次待发送的消息进行编号为#10；发送令牌给下一个节点即节点3，该令牌中包括令牌环已发送消息的最大编号为#10；发送#10消息到令牌环中。节点3收到令牌后，根据其中的最大编号#10开始进行消息编号，编号为#20，并将令牌中的令牌环已发送消息的最大编号更改为#20，然后发送该令牌给节点4，再发送编号为#20的消息；同理，节点4收到令牌后进行消息编号，编号为#30，并将令牌中的令牌环已发送消息的最大编号更改为#30后发送令牌给节点5。依次类推，令牌在令牌环中转一圈后结束本次流程。其中，节点2、节点3和节点4并行发送消息，缩短了令牌在令牌环中传递的时间，提高了令牌环的消息吞吐量。

本发明实施例提供的技术方案可以应用于大规模的集群环境，通过改变节点发送令牌和发送消息的顺序，可以把节点处理的时间缩短为原来的20％，同时令牌转一圈的时间也缩短为原来的65％，从而令牌环集群的消息吞吐量可以提高54％。以5个节点的令牌环为例，corosync的消息吞吐量可以由6～8MB/s提高到9～12MB/s。

参见图5，本发明实施例还提供了一种流量控制装置，该装置位于令牌环中的一个节点上，所述令牌环包括至少两个节点，该装置包括：

接收模块501，用于接收令牌；

编号模块502，用于根据该令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息的相关信息，对待发送的消息进行编号；

更新模块503，用于根据待发送的消息的编号更新所述令牌；

发送模块504，用于将更新后的令牌传递给令牌环中的下一个节点，在将更新后的令牌发送到下一个节点之后，将编号过的消息发送到令牌环中的各节点。

参见图6，其中，编号模块502可以具体包括：

确定单元502a，用于根据令牌中包含的令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息；

编号单元502b，用于根据接收模块501收到的令牌中包含的令牌环已发送消息的最大编号，从该最大编号起依次递增给已确定的本次待发送的消息进行编号。

优选地，确定单元502a确定的所述本次待发送的消息个数小于或等于所述上限值。

进一步地，更新模块503具体用于记录本次待发送的消息的最大编号，将该令牌中包含的该令牌环已发送消息的最大编号更改为该记录的最大编号；相应地，发送模块504具体用于将更改最大编号后的令牌传递给令牌环中的下一个节点，在将更新后的令牌发送到下一个节点之后，将所述编号过的消息发送到令牌环中的各节点。

本发明实施例中，应当理解的是，在一种实现方式下，所述流量控制装置可以为独立的物理装置；在另一种实现方式下，流量控制装置可以是具有流量控制功能的网元设备，其产品形态可以是路由器，网关设备或者网络防火墙设备等等；应当理解的是，流量控制装置支持独立外置，能与现有设备进行对接，也可以内置于现网的网元设备上。

本实施例提供的上述装置，当接收到令牌后，进行消息编号，将令牌发送给令牌环中的下一个节点后，再把编号过的消息发送到令牌环中，由于所述装置所在的节点无需等待消息发送完成后再发送令牌，从而极大地缩短了令牌在令牌环上转一圈的时间，而令牌转一圈编号的消息数量是固定的，因此在单位时间内令牌转的圈数会大幅提高，从而提高了令牌环集群的消息吞吐量，达到了节点并行发送消息的效果，解决了令牌环集群消息吞吐量太低的问题。另外，由于令牌发送的时间提前了，节点下次发送的消息等待令牌的时间也缩短了，从而减少了消息的发送延时，提高了消息的实时性。

参见图7，本发明实施例还提供了一种集群系统，包括多个节点701，所述多个节点701构成令牌环，其中：

所述每个节点701用于接收令牌环中的上一个节点传递来的令牌，根据该令牌中包含的令牌环中节点发送消息的相关信息，对待发送的消息进行编号；根据该待发送消息的编号更新所述令牌，并将更新后的令牌传递给令牌环中的下一个节点；在将更新后的令牌发送到下一个节点之后，将编号过的消息发送到所述集群系统中的各节点。

其中，所述每个节点用于根据所述令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息，根据所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起依次递增给所述确定的本次待发送的消息进行编号。

本实施例中的每一个节点均集成有上述实施例提供的流量控制装置，可以执行上述实施例提供的流量控制方法，详见上述实施例中的描述，此处不赘述。

本实施例提供的上述系统，当接收到令牌后，进行消息编号，将令牌发送给令牌环中的下一个节点后，再把编号过的消息发送到令牌环中，由于所述装置所在的节点无需等待消息发送完成后再发送令牌，从而极大地缩短了令牌在令牌环上转一圈的时间，而令牌转一圈编号的消息数量是固定的，因此在单位时间内令牌转的圈数会大幅提高，从而提高了令牌环集群的消息吞吐量，达到了节点并行发送消息的效果，解决了令牌环集群消息吞吐量太低的问题。另外，由于令牌发送的时间提前了，节点下次发送的消息等待令牌的时间也缩短了，从而减少了消息的发送延时，提高了消息的实时性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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 (4)

1.一种流量控制方法，其特征在于，所述方法包括：

令牌环中的任一个节点接收令牌，其中所述令牌环包括至少两个节点；

根据所述令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息，所述消息发送队列是指所述节点在本地产生的将要发送到令牌环集群中的消息发送队列，所述上限值对所述令牌环中的每个节点均适用；

根据所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起按照预设的步长依次递增给所述确定的本次待发送的消息进行编号；

记录所述本次待发送的消息的最大编号；

将所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号更改为所述记录的最大编号；

将更改最大编号后的所述令牌发送给所述令牌环中的下一个节点；

将所述编号过的消息组播发送到所述令牌环中的各节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本次待发送的消息个数小于或等于所述上限值。

3.一种流量控制装置，其特征在于，所述装置位于令牌环中的任一个节点上，所述令牌环包括至少两个节点，所述装置包括：

接收模块，用于接收令牌；

编号模块，包括：

确定单元，用于根据所述令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息，所述消息发送队列是指所述节点在本地产生的将要发送到令牌环集群中的消息发送队列，所述上限值对所述令牌环中的每个节点均适用；

编号单元，用于根据所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起按照预设的步长依次递增给所述确定的本次待发送的消息进行编号；

更新模块，用于记录所述本次待发送的消息的最大编号，将所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号更改为所述记录的最大编号；

发送模块，用于将更改最大编号后的所述令牌传递给所述令牌环中的下一个节点，将所述编号过的消息组播发送到所述令牌环中的各节点。

4.一种集群系统，其特征在于，所述集群系统包括多个节点，所述多个节点构成令牌环，其中：

所述每个节点用于接收所述令牌环中的上一个节点传递来的令牌，根据所述令牌中包含的所述令牌环中节点发送消息个数的上限值，在消息发送队列中确定本次待发送的消息，所述消息发送队列是指所述节点在本地产生的将要发送到令牌环集群中的消息发送队列，所述上限值对所述令牌环中的每个节点均适用；根据所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号，从所述最大编号起按照预设的步长依次递增给所述确定的本次待发送的消息进行编号；记录所述本次待发送的消息的最大编号，将所述令牌中包含的所述令牌环已发送消息的最大编号更改为所述记录的最大编号，将更改最大编号后的所述令牌发送给所述令牌环中的下一个节点，将所述编号过的消息组播发送到所述集群系统中的各节点。