CN104219169A

CN104219169A - 基于类的队列cbq调度方法和设备

Info

Publication number: CN104219169A
Application number: CN201410522706.4A
Authority: CN
Inventors: 朱皓
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: CN104219169B

Abstract

本申请提供了基于类的队列CBQ调度方法和设备。该方法包括：在当前达到AF队列带宽抢占条件时，首先检测优先AF队列中是否存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文；如果是，则调度优先AF队列中因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，并从全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。采用本发明，能实现为某个AF队列设置优先级以享有高优先级优先占用空闲的带宽。

Description

基于类的队列CBQ调度方法和设备

技术领域

本申请涉及网络通信技术，特别涉及基于类的队列(CBQ：Class BasedQueuing)调度方法和设备。

背景技术

CBQ是一种应用非常广泛的拥塞管理技术，其至少包括以下队列：

低延迟队列(LLQ：Low Latency Queuing)，也称为快速转发(EF：Expedited Forwarding)队列，之所以引入EF队列，原因是：如果CBQ加权公平对待所有类的报文，一些实时业务类的报文比如语音与视频业务等对延迟比较敏感的报文就可能得不到及时发送，为此引入一个EF队列，为实时业务类的报文提供严格优先发送服务。EF队列具有的优先级最高，被绝对优先发送，保证数据转发低时延。

带宽队列(BQ：Bandwidth Queuing)，也称为确保转发(AF：AssuredForwarding)队列，目前设备最多支持64个AF队列，其可以提供有带宽保证的转发。当拥塞发生时，只要AF队列没有溢出，数据可以正常入AF队列不做限制。在报文出AF队列时，使用令牌桶的机制进行出队调度，以保证各AF队列总是能以所配置的带宽限制进行数据转发。

缺省队列，也称为WFQ队列，用来支撑AF队列，使用接口剩余带宽进行发送其WFQ队列中的报文。

CBQ中的AF队列、EF队列都有一个对应的带宽限制，该带宽限制是通过令牌桶机制实现的。令牌桶机制涉及以下几个参数：

CIR：承诺速率，系统以CIR的速率投放令牌。

CBS：承诺突发尺寸，也就是令牌桶的大小

EBS：超出突发尺寸，当令牌没有用完，允许储存一定的数量，以应对后续可能存在的突发。也即，EBS实质就是允许储存的令牌桶的大小。

目前，在调度各个AF队列中超出被配置的带宽限制的报文时，依据AF队列配置的CIR的比例并采用平等轮询的方式执行。这种调度方式对所有AF队列而言都是平等的，没有层次之分，这无法满足以下场景：针对一些AF队列比如包含保证带宽服务的报文的AF队列，希望能设置优先级，以享有高优先级优先占用空闲的带宽，而这种场景目前是无法实现的。

发明内容

本申请提供了基于类的队列CBQ调度方法和设备，以实现为某个AF队列设置优先级，以享有高优先级优先占用空闲带宽。

本申请提供的技术方案包括：

一种基于类的队列CBQ调度方法，该方法包括：

在当前达到AF队列带宽抢占条件时，首先检测优先AF队列中是否存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文；所述AF队列带宽抢占条件包括：已配置的全局令牌桶中存在令牌，且每一AF队列都满足以下条件：AF队列中不存在未被调度的报文，或者，AF队列中存在未被调度的报文，但AF队列对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完；

如果是，则调度优先AF队列中因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，并从全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。

一种基于类的队列CBQ调度设备，包括：

检测单元，用于在当前达到AF队列带宽抢占条件时，首先检测优先AF队列中是否存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文；所述AF队列带宽抢占条件包括：已配置的全局令牌桶中存在令牌，且每一AF队列都满足以下条件：AF队列中不存在未被调度的报文，或者，AF队列中存在未被调度的报文，但AF队列对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完；

调度单元，用于在所述检测单元的检测结果为是时，调度优先AF队列中因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，并从全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。

由以上技术方案可以看出，本发明中，在当前达到AF队列带宽抢占条件时，先抢占带宽调度优先AF队列中因为配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文(也即超出被配置的带宽限制的报文)，这增加了调度层次，不再是根据各个AF队列配置的CIR以轮询方式公平调度各个AF队列中超出带宽限制的报文，可以更加灵活地满足用户区分服务的需求，并且，对现有CBQ调度改进极小，不影响现有CBQ调度。

附图说明

图1为本发明提供的方法流程图；

图2为本发明提供的实施例流程图；

图3为本发明实施例提供的设备结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的方案在对各个AF队列中超出带宽限制的报文调度时增加层次，不再通过现有轮询方式平等调度，使某些AF队列具有更高的抢占优先级，能够优先抢占可用的空闲带宽。

下面先对本发明提供的方法进行描述：

参见图1，图1为本发明提供的方法流程图。如现有CBQ调度机制，在本发明提供的流程中，会预先针对EF队列配置一个EF队列令牌桶，针对每一AF队列配置一个对应的AF队列令牌桶，以及配置一个全局令牌桶，其中，EF队列令牌桶按照EF队列配置的CIR存放令牌，AF队列令牌桶按照其对应的AF队列配置的CIR存放令牌，全局令牌桶中令牌的数量为EF队列令牌桶以及所有AF队列令牌桶中的令牌之和。当在EF队列配置的CIR内调度EF队列中的报文时，每调度一个报文就从EF队列令牌桶、以及全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。当在AF队列配置的CIR内调度AF队列中的报文时，每调度一个报文就从AF队列令牌桶、以及全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。

而当每一AF队列出现以下情况：其中的报文被调度完毕，不存在未被调度的报文，或者其中的报文未被调度完毕(即还存在未被调度的报文)，但AF队列对应的AF队列令牌桶中令牌使用完，则如果此时全局令牌桶中存在令牌，那么，因为全局令牌桶中令牌的数量为EF队列令牌桶、以及各个AF队列令牌桶中的令牌之和，当全局令牌桶中存在令牌，这意味着以下可能：

EF队列调度完后其配置的EF队列令牌桶中的令牌未被使用完，和/或，至少一个AF队列在调度完后其配置的AF队列令牌桶中的令牌未被使用完；

其中，当EF队列令牌桶中存在未使用完的令牌则表示EF队列存在剩余的空闲带宽，而当AF队列令牌桶中存在未使用完的令牌则表示AF队列存在剩余的空闲带宽；这种情况下，是可以执行带宽抢占的。为便于描述，本申请将以下内容统称为AF队列带宽抢占条件：

全局令牌桶中存在令牌，以及每一AF队列满足以下条件：其中的报文被调度完毕(即不存在未被调度的报文)，或者其中的报文未被调度完毕(即还存在未被调度的报文)，但AF队列对应的AF队列令牌桶中令牌使用完。

而当全局令牌桶中不存在令牌，也就意味着EF队列在调度时使用完了其被配置的EF队列令牌桶中的令牌，以及本地各个AF队列在调度时也使用完了其被配置的AF队列令牌桶中的令牌，此时是无法进行带宽抢占的，只能调度WFQ中的报文。这里调度WFQ中的报文与现有调度WFQ的方式类似，不再赘述。

本申请重点描述达到AF队列带宽抢占条件的情况。在当前达到AF队列带宽抢占条件时，则执行如图1所示的以下流程：

步骤101，首先检测优先AF队列中是否存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，如果是，执行步骤102。

本例子中，可根据实际业务需求从本地各个AF队列中选择唯一一个AF队列作为优先AF队列。作为本发明的优选实施例，具体地，本发明中，可通过以下两种方式区分优先AF队列：

方式1：

针对每一AF队列配置可抢占带宽速率(OIR)。本例子中，所有AF队列配置的OIR在缺省情况下默认为第二值，比如0，用于表示OIR不起作用，即该AF队列不为优先AF队列，之后可根据实际业务情况将其中一个AF队列配置的OIR从第二值修改为第一值，这里，当一个AF队列配置的OIR为第一值，也就意味着OIR起作用，即该AF队列为优先AF队列，其可以优先抢占可用的空闲带宽。本发明中，只有一个AF队列的OIR为第一值，也即，只有一个AF队列为优先AF队列。可以看出通过每一AF队列配置的OIR的取值，能区分优先AF队列与非优先AF队列。

方式2：

本方式2中，可只针对需要作为优先AF队列的一个AF队列配置OIR，同时，配置该OIR为第一值，用于表示该AF队列为优先AF队列，其可以优先抢占可用的空闲带宽；而其它非优先AF队列不配置OIR。这相对于上述方式1对每一AF队列配置OIR，要简单。

以下通过代码方式举例描述仅为一个AF队列配置OIR为第一值，而其它AF队列不配置OIR。在下面的代码描述中，AF11为优先AF队列，其配置的OIR参数为第一值，这里，第一值以all为例；

traffic classifier af11_class

if-match dscp af11

traffic classifier af21_class

if-match dscp af21

traffic classifier ef_class

if-match dscp ef

traffic behavior af11_behav

queue af bandwidth pct 5oir all

traffic behavior af21_behav

queue af bandwidth pct 5

traffic behavior ef_behav

queue ef bandwidth pct 30

qos policy dscp

classifier af11_class behavior af11_behav

classifier af21_class behavior af21_behav

classifier ef_class behavior ef_behav

以上对优先AF队列的区分进行了描述。

步骤102，调度优先AF队列中因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，并从全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。

本步骤102是在步骤101的检测结果为是时执行的。

而如果步骤101的检测结果为否，则按照现有调度方式调度各个AF队列中因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文。这里现有调度方式具体可为依据AF队列配置的CIR的比例采用轮询的方式平等调度本地各个AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文。

至此，完成图1所示的流程。

下面通过一个具体实施例对图1所示流程进行描述：

参见图2，图2为本发明提供的实施例方法流程图。如图2所示，该流程可包括以下步骤：

步骤201，针对EF队列配置一个EF队列令牌桶，按照EF队列配置的CIR向EF队列令牌桶中存放令牌。

步骤202，针对每一AF队列配置一个对应的AF队列令牌桶，按照每一AF队列配置的CIR向每一AF队列对应的AF队列令牌桶中存放令牌。

在上面描述中，步骤201、步骤202并无固定的时间先后顺序。并且，步骤202中的AF队列，包括优先AF队列。

步骤203，配置一个全局令牌桶，所述全局令牌桶中令牌的数量为EF队列令牌桶以及所有AF队列令牌桶中的令牌之和。

步骤204，针对优先AF队列配置一个OIR令牌桶，并按照优先AF队列配置的OIR向所述OIR令牌桶存放令牌。

通过步骤204可以看出，优先AF队列相比于非优先AF队列，其额外增加了一个OIR令牌桶。作为本发明的一个实施例，这里优先AF队列配置的OIR要大于优先AF队列配置的CIR。

在上述步骤201至步骤204中，当令牌桶(包括EF队列令牌桶、AF队列令牌桶、全局令牌桶、OIR令牌桶)中的令牌满时，多余的令牌会溢出，令牌桶中的令牌不会再增加。

在完成上述步骤201至步骤204后，当在EF队列配置的CIR内调度EF队列中的报文时，每调度一个报文就从EF队列令牌桶、以及全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。同样，当在AF队列配置的CIR内调度AF队列中的报文时，每调度一个报文就从AF队列令牌桶、以及全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。而在当前达到如上所述的AF队列带宽抢占条件时，则执行步骤205。

步骤205，在本地先找到配置的OIR为第一值的优先AF队列。

步骤206，检测优先AF队列中是否存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，如果否，执行步骤207，如果是，执行步骤208。

步骤207，平等调度本地各个AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文。结束当前流程。

这里，本步骤207在具体实现时与现有调度本地各个AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文的方式类似，不再赘述。

步骤208，检测针对优先AF队列配置的OIR令牌桶当前是否存在令牌，如果是，执行步骤209，如果否，返回步骤207。

本发明中，OIR令牌桶中存在令牌，意味着能先为优先AF队列抢占带宽，而如果OIR令牌桶中不存在令牌，也就意味着不能先为优先AF队列抢占带宽，只能是按照现有AF队列调度方式调度各个AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文。

步骤209，抢占带宽调度优先AF队列中因对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，并从全局令牌桶、以及所述OIR令牌桶中减去调度该报文所需要的令牌。

优选地，本发明中，优先AF队列配置的OIR具体可指示接口带宽的百分比。因此，本步骤209在调度优先AF队列中因对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文时，调度速率需不超过该OIR。

步骤210，在调度完优先AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文后，平等调度本地各个非优先AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，并从全局令牌桶中减去调度报文所需要的令牌。结束当前流程。

至此，完成图2所示流程。

从图1、图2所示流程可以看出，本例子中，在调度AF队列中因为因对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文时，为该调度增加了层次，不再是根据各个AF队列配置的CIR以轮询方式平等调度各个AF队列中因为对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文，这可以更加灵活地满足用户区分服务的需求，并且，这对现有CBQ调度改进极小，不影响现有CBQ调度。

以上对本发明提供的方法进行了描述。下面对本发明提供的设备进行描述：

参见图3，图3为本发明实施例提供的设备结构图。如图3所示，该设备包括：

优选地，所述优先AF队列是从本地AF队列中选择出的唯一一个AF队列，所述优先AF队列配置了可抢占带宽速率OIR；

基于此，该设备进一步包括：

OIR令牌桶，是针对所述优先AF队列建立的，以优先AF队列配置的OIR存放令牌；

所述调度单元在调度优先AF队列中因对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文之前，先检测所述OIR令牌桶当前是否存在令牌，如果是，继续执行调度优先AF队列中因对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文的操作，并从所述OIR令牌桶中减去调度该报文所需要的令牌。

优选地，所述调度单元在检测出所述OIR令牌桶当前不存在令牌时，或者，所述调度单元在所述检测单元检测出优先AF队列中不存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文时，平等调度本地各个AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文。

优选地，所述OIR具体指示了接口带宽的百分比；所述OIR大于所述优先AF队列配置的CIR。

至此，完成本发明提供的设备描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种基于类的队列CBQ调度方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优先AF队列是从本地AF队列中选择出的唯一一个AF队列，所述优先AF队列配置了可抢占带宽速率OIR；

该方法进一步包括：为所述优先AF队列配置一个OIR令牌桶，所述OIR令牌桶按照优先AF队列配置的OIR存放令牌；

所述调度优先AF队列中因对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文之前进一步包括：检测所述OIR令牌桶当前是否存在令牌，如果是，继续执行调度优先AF队列中因对应的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文的操作，并从所述OIR令牌桶中减去调度该报文所需要的令牌。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在检测出所述OIR令牌桶当前不存在令牌时，或者，在检测出优先AF队列中不存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文时，该方法进一步包括：

平等调度本地各个AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述OIR具体指示了接口带宽的百分比；所述OIR大于所述优先AF队列配置的CIR。

5.一种基于类的队列CBQ调度设备，其特征在于，该设备包括：

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述优先AF队列是从本地AF队列中选择出的唯一一个AF队列，所述优先AF队列配置了可抢占带宽速率OIR；

该设备进一步包括：

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述调度单元在检测出所述OIR令牌桶当前不存在令牌时，或者，所述调度单元在所述检测单元检测出优先AF队列中不存在因对应配置的AF队列令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文时，平等调度本地各个AF队列中因对应配置的AF令牌桶中令牌使用完而未被调度的报文。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述OIR具体指示了接口带宽的百分比；所述OIR大于所述优先AF队列配置的CIR。