CN103107955B - 分组传送网队列调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了分组传送网队列调度方法和装置。根据本申请的实施方案，分组传送网队列调度方法可包括：根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延；以及选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送。根据本申请的方法和装置，通过对各队列的数据包进行动态调整，能够使得各队列的数据包的等待时间趋于平均，从而优化网络中的时间敏感业务。

Description

分组传送网队列调度方法和装置

技术领域

本申请涉及分组传送网队列调度方法和装置。

背景技术

分组传送网(PTN，PacketTransportNetwork)能够存储转发报文从而能够实现带宽的统计复用。通常，分组传送网不仅能够承载日益增大的移动互联数据业务，而且能够承载对时延和时延抖动敏感的话音业务。当流量从多个数据流汇聚到网络节点时，网络节点通过包分类器将数据包分成多种类别。根据分类结果，可将同类报文排入同一队列，不同类别的队列之间为并行存储关系。根据队列的属性和算法规则，决定下一步传输哪个队列的哪个数据包，这一过程被称为队列调度。

不同的调度算法对于网络业务的QoS(例如报文的丢弃、延时、延时抖动等)有不同的影响。常见的队列调度算法有优先级队列算法(PQ)，轮询队列算法(RR)和加权公平算法(WFQ)。

优先级队列算法指的是，从高优先级队列开始清空，只有当较高优先级队列完全清空后，才开始处理较低优先级的队列。优先级队列算法可保证高优先级业务的时延特性，但是当所有的队列都是时延敏感数据时，可能导致低优先级队列的时延急剧恶化。

轮询队列算法指的是，每次轮换着从每个队列中提取数据包进行发送。改进的轮询算法可包括带权重的轮询算法(WRR)、权重逆差轮询算法(DWRR)等。轮询队列算法公平地或者根据某种预先配置的权重而调度队列，没有考虑到不同队列的数据包已经等待的时延，有可能使时延恶化。

加权公平算法指的是，根据流的数目来划分接口带宽，以确保所有应用程序带宽的公平分布。由于带宽分配随着流的增加或者结束在不断变化，因此WFQ失去了对时延的优化能力。

发明内容

为了解决现有技术的分组传送网队列调度方法未考虑各队列中数据包的等待时延问题，本申请提出了一种分组传送网队列调度方法和装置。

根据本申请的一个方面，提出了一种分组传送网队列调度方法。该方法可包括：根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延；以及选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送。

根据本申请的另一个方面，提出了一种分组传送网队列调度装置。该装置可包括：计算模块，根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延；以及调度处理模块，选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送。

根据本申请的方法和装置，根据数据包在队列中的已等待时间以及由于数据包的不同长度而造成的出队列时间的延误，对各队列的数据包进行动态调整，能够使得各队列的数据包的等待时间趋于平均，从而优化网络中的时间敏感业务。

附图说明

图1是根据本申请一个实施方案的分组传送网队列调度方法的流程图；

图2是根据本申请另一实施方案的分组传送网队列调度方法的流程图；

图3是根据本申请一个实施方案的分组传送网队列调度装置的框图；以及

图4是根据本申请另一个实施方案的分组传送网队列调度装置的框图。

具体实施方式

下面参照附图，对本申请的实施方案进行详细说明。

如图1所述，根据本申请一个实施方案的分组传送网队列调度方法可如下执行。在步骤S1002，可根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延。然后在步骤S1004，可选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送。

可以理解，在进行分组传送网队列调度时，可重复执行步骤S1002和步骤S1004，即，每发送完当前数据包时，可重新计算各队列的平均统计时延，并根据平均统计时延选择将要发送哪个队列的最前面的数据包。

在本申请中，队列中一个数据包的已等待时间是该数据包从入队开始的已等待时间，队列中各数据包的已等待时间总和即为该队列中所有数据包的已等待时间的总和，队列中各数据包的发送需时总和的含义为：若当前即将发送该队列的数据包，该队列的所有数据包被清空所需的总时间。

在图1所示方法中，通过根据数据包在队列中的已等待时间以及由于数据包的不同长度而造成的出队列时间的延误，对各队列的数据包进行动态调整，能够使得各队列的数据包的等待时间趋于平均，从而优化网络中的时间敏感业务。

作为图1所示方法的一个具体实施例，空队列(即，不包含任何待发数据包的队列)的平均统计时延可为0。而对于非空队列(即，包含至少一个待发数据包的队列)，该队列的平均统计时延可为：该队列中各数据包的已等待时间总和与发送需时总和之和与队列中数据包个数之比。

在本实施例中，可将一个队列中各数据包的已等待时间总和与发送需时总和定义为该队列的统计时延，这样，该队列的平均统计时延即为该队列的统计时延与队列中的数据包个数之比。

下面参照图2，描述根据本申请另一个实施方案的分组传送网队列调度方法。

如图2所示，在步骤S2002中，可记录进入队列的每个数据包的包长和入队时间。在计算队列的平均统计时延时，队列中一个数据包的已等待时间可为系统当前时间与该数据包的入队时间之差，而一个队列中各数据包的发送需时总和为该队列中各数据包的包长之和与数据包出队速率之比。这样，在步骤S2004，可根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延。然后在步骤S2006，可选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送。

根据本实施方案，可利用分组传送网中的时间同步的时间戳，为每个数据包的入队时间进行记录，这样不会增加额外的时间处理开销。

接下来参照图3和图4，描述根据本申请的分组传送网队列调度装置。

如图3所示，分组传送网队列调度装置30可包括计算模块302和调度处理模块304。计算模块302可根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延。调度处理模块304可选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送。

根据图3所示的分组传送网队列调度装置30，可根据数据包在队列中的已等待时间以及由于数据包的不同长度而造成的出队列时间的延误，对各队列的数据包进行动态调整，能够使得各队列的数据包的等待时间趋于平均，从而优化网络中的时间敏感业务。

根据一个具体实施例，空队列(即，不包含任何待发数据包的队列)的平均统计时延可为0。而对于非空队列(即，包含至少一个待发数据包的队列)，该队列的平均统计时延可为：该队列中各数据包的已等待时间总和与发送需时总和之和与队列中数据包个数之比。

如图4所示的分组传送网队列调度装置40可包括记录模块402、计算模块404和调度处理模块406。记录模块402可记录进入队列的每个数据包的包长和入队时间。计算模块404可根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延，其中，队列中特定数据包的已等待时间为系统当前时间与该特定数据包的入队时间之差，特定队列中各数据包的发送需时总和为该特定队列中各数据包的包长之和与数据包出队速率之比。调度处理模块406可选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送。

根据本实施方案，可利用分组传送网中的时间同步的时间戳，为每个数据包的入队时间进行记录，这样不会增加额外的时间处理开销。

以上参照附图对本申请的示例性的实施方案进行了描述。本领域技术人员应该理解，上述实施方案仅仅是为了说明的目的而所举的示例，而不是用来进行限制。凡在本申请的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请要求保护的范围内。

Claims (4)

1.分组传送网队列调度方法，包括：

根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延；以及

选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送；

重复执行所述计算和所述发送；

其中，若特定队列包含至少一个数据包，则该特定队列的平均统计时延为该特定队列中各数据包的已等待时间总和与发送需时总和之和与数据包个数之比；若特定队列为空，则该特定队列的平均统计时延为0。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

记录进入队列的每个数据包的包长和入队时间，

其中，队列中特定数据包的已等待时间为系统当前时间与该特定数据包的入队时间之差，特定队列中各数据包的发送需时总和为该特定队列中各数据包的包长之和与数据包出队速率之比。

3.分组传送网队列调度装置，包括：

计算模块，根据每个队列中各数据包的已等待时间总和、发送需时总和、以及数据包个数，计算各队列的平均统计时延；以及

调度处理模块，选择平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送；

所述计算模块重复执行所述计算，并且，所述调度处理模块选择所述计算模块重复计算的平均统计时延最大的队列中最前面的数据包进行发送；

其中，若特定队列包含至少一个数据包，则该特定队列的平均统计时延为该特定队列中各数据包的已等待时间总和与发送需时总和之和与数据包个数之比；若特定队列为空，则该特定队列的平均统计时延为0。

4.如权利要求3所述的装置，进一步包括：

记录模块，记录进入队列的每个数据包的包长和入队时间，

其中，队列中特定数据包的已等待时间为系统当前时间与该特定数据包的入队时间之差，特定队列中各数据包的发送需时总和为该特定队列中各数据包的包长之和与数据包出队速率之比。