CN104243349B

CN104243349B - 报文调度方法和装置

Info

Publication number: CN104243349B
Application number: CN201310251885.8A
Authority: CN
Inventors: 石柳
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2018-05-04
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN104243349A; WO2014201934A1

Abstract

本发明公开了一种报文调度方法和装置，其中，该方法包括：确定报文的队列内部优先级，其中，报文的数量为多个；根据队列内部优先级，调度报文中的一个或多个报文出对应的队列。通过本发明，解决了相关技术中的队列调度方法不能满足业务的低延时需求的问题，提高了队列调度服务的质量。

Description

报文调度方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及报文调度方法和装置。

背景技术

随着网络业务的不断丰富，网络的服务质量也日渐重要，而队列调度作为服务质量领域中的一个关键技术，越来越受到关注。

相关技术中的队列调度方法有很多，最典型是严格优先级调度和加权轮询调度。

严格优先级调度算法按照优先级从高到低的次序，优先发送较高优先级队列中的分组，当较高优先级队列为空时，再发送较低优先级队列中的分组。这样，将关键业务的分组放入较高优先级的队列，将非关键业务的分组放入较低优先级的队列，可以保证关键业务的分组被优先传送，而非关键业务的分组在处理关键业务数据的空闲间隙被传送。

加权轮循算法给每个队列赋予了一个权值，在队列之间进行轮流调度，保证每个队列都得到一定的服务时间。权值表示当调度器为每个优先级队列提供服务时，可以调度的分组数目，如果这些分组调度完就可以为下一个优先级队列服务。这样可以保证最低优先级队列也能获得服务，避免了采用严格优先级调度时低优先级队列中的报文可能长时间得不到服务的缺点。

而无论是严格优先级调度算法还是加权轮循算法，对于已经进入队列中的报文都是采用先进先出的原则，因此，如果延时要求不同的业务流进入了同一个队列，要求低延时的报文会因为后进入队列而后出队列，导致延时性能不达标。

针对相关技术中的队列调度方法不能满足业务的低延时需求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种报文调度方法和装置，以至少解决相关技术中的队列调度方法不能满足业务的低延时需求的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种报文调度方法，包括：确定报文的队列内部优先级，其中，所述报文的数量为多个；根据所述队列内部优先级，调度所述报文中的一个或多个报文出对应的队列。

优选地，调度所述一个或多个报文出所述队列包括：确定所述一个或多个报文的所述队列内部优先级为所述对应的队列的报文中最高的；调度所述一个或多个报文出所述队列。

优选地，在调度所述一个或多个报文出所述队列时，启动计时器；所述方法还包括：判断所述计时器的计时是否结束，以及所述一个或多个报文是否已调度出所述队列；在所述计时结束且所述一个或多个报文未调度出所述队列的情况下，根据所述队列内部优先级，调度除所述一个或多个报文之外的其他报文出所述队列。

优选地，在调度所述一个或多个报文出所述队列时，启动计时器；所述方法还包括：判断所述计时器的计时是否结束，以及所述一个或多个报文是否已调度出所述队列；在所述计时未结束且所述一个或多个报文已调度出所述队列的情况下，根据所述队列内部优先级，调度除所述一个或多个报文之外的其他报文出所述队列。

优选地，在调度所述一个或多个报文出所述队列之前，所述方法还包括：确定所述报文的队列优先级；根据所述队列优先级，确定所述报文分别对应的所述队列。

优选地，确定所述报文的队列优先级或所述队列内部优先级包括：根据所述报文的标识信息，确定所述报文的所述队列优先级或所述队列内部优先级。

优选地，所述标识信息包括以下至少之一：二层报文的虚拟局域网标签（VirtualLocal Area Network Tag，简称为VLAN Tag）优先级、因特网协议（Internet Protocol，简称为IP）报文的差分服务代码点（Differentiated Services Code Point，简称为DSCP）和/或服务类型（Type of Service，简称为TOS）标记，或多协议标签交换（Multi-ProtocolLabel Switching，简称为MPLS）报文的实验（Experiment，简称为Exp）域值。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种报文调度装置，包括：第一确定模块，用于确定报文的队列内部优先级，其中，所述报文的数量为多个；调度模块，用于根据所述队列内部优先级，调度所述报文中的一个或多个报文出对应的队列。

优选地，所述调度模块包括：确定单元，用于确定所述一个或多个报文的所述队列内部优先级为所述对应的队列的报文中最高的；调度单元，用于调度所述一个或多个报文出所述队列。

优选地，所述装置还包括：第二确定模块，用于确定所述报文的队列优先级；第三确定模块，用于根据所述队列优先级，确定所述报文分别对应的所述队列。

通过本发明，采用了确定多个报文的队列内部优先级；根据该队列内部优先级，调度多个报文中的一个或多个报文出对应的队列的方式。解决了相关技术中的队列调度方法不能满足业务的低延时需求的问题，提高了队列调度服务的质量。

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，构成本申请的一部分，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是根据本发明实施例的报文调度方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的报文调度装置的结构框图；

图3是根据本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图一；

图4是根据本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图二；

图5是根据本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图三；

图6是根据本发明优选实施例的队列调度装置的结构框图；

图7是根据本发明优选实施例的严格优先级结合时间片调度方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供了一种报文调度方法，图1是根据本发明实施例的报文调度方法的流程示意图，如图1所示，包括如下的步骤：

步骤S102，确定多个报文的队列内部优先级；

步骤S104，根据队列内部优先级，调度多个报文中的一个或多个报文出对应的队列。

通过上述步骤，对对应的队列中的多个报文设置队列内部优先级，并根据该队列内部优先级对对应的队列中的一个或多个报文分别进行调度，其中对应的队列是指报文所对应的队列。例如，可以将低延时需求的业务对应的报文设置较高的队列内部优先级，并优先调度出对应的队列。通过上述步骤解决了相关技术中的队列调度方法不能满足业务的低延时需求的问题，提升了队列调度服务的质量。

在根据队列内部优先级进行调度时，可以对队列内部优先级较低的一个或多个报文最后进行调度，而队列中其他的报文仍然遵循先入先出的原则进行调度。其中，较优地，也可以先对队列内部优先级最高的一个或多个报文进行调度，例如，确定一个报文的队列内部优先级为对应的队列的报文中最高的；调度该一个报文出队列。通过先对队列内部优先级最高的一个或多个报文进行调度，可以先根据延时需求的高低设置队列内部优先级的高低，例如，将延时需求高（即需要低延时）的报文的队列内部优先级设置为最高，从而保证了延时需求最高的报文最先进行调度。

优选地，在对队列中的报文按照队列内部优先级进行调度时，对于每个报文的服务（即调度出队列）时间可以进行设置，例如，在调度一个或多个报文出队列时，启动预先设置的计时器，并实时判断计时器的计时是否结束，以及一个或多个报文是否已调度出队列；在计时结束且一个或多个报文未调度出队列（例如报文的一部分已经出队列，而另一部分尚未出队列）的情况下，根据队列内部优先级，调度除上述的一个或多个报文之外的其他报文出队列。

优选地，在判断到计时未结束且上述的一个或多个报文已调度出队列的情况下，则根据队列内部优先级，调度除一个或多个报文之外的其他报文出队列。

通过上述两个优选实施方式，对于每一个出队列的报文都采用时间片轮转的方式，进一步提高了队列的调度对于延时性能的支持。较优地，上述的计时器时间可以根据需求进行设置，例如，也可以对不同队列内部优先级的报文设置不同的计时器时长。

在确定报文对应的队列时，可以采用通过报文的队列优先级的方式确定，例如，在调度一个或多个报文出队列之前，确定报文的队列优先级，并根据队列优先级，确定报文分别对应的队列。

优选地，根据报文的标识信息，确定报文的队列优先级或队列内部优先级。该标识信息包括以下至少之一：二层报文的虚拟局域网标签优先级、因特网协议报文的差分服务代码点和/或服务类型标记，或多协议标签交换报文的Exp域值。其中，Exp域值是实验域值，又称为保留/试用域值，是多协议标签交换报文的保留字段，例如，该字段用于标记服务类型（Class of Service，简称为CoS）。

本实施例还可以提供一个用于执行上述实施例的计算机程序以及保存上述计算机程序的载体，即本申请上述实施例可以通过一个合适的计算体系结构来进行符合自然规律的运行过程。另外，尽管在上述上下文中描述本申请，但上述用于实现执行步骤的计算机程序并不意味着是限制性的，所描述的动作和操作的各方面也可用硬件来实现。

本实施例还提供了一种报文调度装置，该装置用于实现上述报文调度方法。图2是根据本发明实施例的报文调度装置的结构框图，如图2所示，该装置包括：第一确定模块22和调度模块24，其中，第一确定模块22，用于确定报文的队列内部优先级，报文的数量为多个；调度模块24耦合至上述第一确定模块22，用于根据队列内部优先级，调度报文中的一个或多个报文出对应的队列。

通过上述装置，采用了第一确定模块22确定报文的队列内部优先级，其中，报文的数量为多个；调度模块24根据队列内部优先级，调度报文中的一个或多个报文出对应的队列的方式。通过上述装置解决了相关技术中的队列调度方法不能满足业务的低延时需求的问题，提升了队列调度服务的质量。

本实施例中所涉及到的模块、单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。本实施例中所描述的模块、单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括第一确定模块22和调度模块24。其中，这些模块的名称在某些情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，第一确定模块还可以被描述为“用于确定报文的队列内部优先级的模块”。

在该装置中涉及的对应功能也能结合上述方法所对应的描述进行结合描述和说明，在此不再赘述。

图3是根据本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图一，如图3所示，优选地，调度模块24包括：确定单元32，用于确定一个或多个报文的队列内部优先级为对应的队列的报文中最高的；调度单元34耦合至上述确定单元32，用于调度一个或多个报文出队列。

图4是根据本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图二，如图4所示，优选地，该装置还包括计时器42耦合至上述调度模块24，用于在调度一个或多个报文出队列时，启动计时器；判断模块44耦合至上述计时器42和上述调度模块24，用于判断计时器的计时是否结束，以及一个或多个报文是否已调度出队列；其中，上述调度模块24还用于在计时结束且一个或多个报文未调度出队列的情况下，根据队列内部优先级，调度除一个或多个报文之外的其他报文出队列。

优选地，上述调度模块24还用于在计时未结束且一个或多个报文已调度出队列的情况下，根据队列内部优先级，调度除一个或多个报文之外的其他报文出队列。

图5是根据本发明实施例的报文调度装置的优选结构框图三，如图5所示，优选地，该装置还包括：第二确定模块52，用于确定报文的队列优先级；第三确定模块54耦合至上述第二确定模块52和上述第一确定模块22，用于根据队列优先级，确定报文分别对应的队列。

优选地，根据报文的标识信息，确定报文的队列优先级或队列内部优先级。

优选地，上述标识信息包括以下至少之一：二层报文的虚拟局域网标签优先级、因特网协议报文的差分服务代码点和/或服务类型标记，或多协议标签交换报文的Exp域值。

需要说明的是，上述“第一确定模块22”、“第二确定模块52”等，其中的“第一”、“第二”等仅用于对模块或者单元进行标记，并不应理解为相应的模块或者单元之间存在顺序关系。

下面将结合优选的实施例对其实现过程进行详细描述。

本优选实施例提供了一种降低延时的队列调度方法和装置，涉及交换网的服务质量，尤其涉及网络设备的优先级调度技术。

图6是根据本发明优选实施例的队列调度装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：报文标记入队模块62和不同优先级队列调度模块64。

报文标记入队模块62（相当于上述第二确定模块52），用于对进入网络设备的报文根据不同的特征，打上不同的优先级，这个优先级称为设备内部优先级（相当于上述队列优先级）。例如，对于二层报文，可以根据VLAN Tag中的优先级进行标记；对于IP报文，可以根据DSCP或者TOS进行标记；对于MPLS报文，则根据EXP域值进行标记。给报文标记上的设备内部优先级决定了报文在出端口从哪个队列出网络设备。

不同优先级队列调度模块64（相当于上述第三确定模块54），用于将不同设备内部优先级的队列按照配置的队列调度算法，将报文调度出队。

优选的，上述装置还包括：队列中报文二次标记模块66和队列中报文调度出队模块68.

队列中报文二次标记模块66（相当于上述第一确定模块22），用于对根据设备内部优先级划分队列的队列中的报文进行二次标记。缓存中的报文标记上设备内部优先级，就决定了从哪个队列出设备，但是同一个队列中的报文需要二次标记决定出队列的先后顺序。二次标记的标准可以用户配置，例如，选用VLAN Tag中的优先级、DSCP、TOS、或者EXP，标记上的优先级称为队列内部优先级。

队列中报文调度出队模块68（相当于上述调度模块24），用于采用相应的调度算法调度队列中的报文出队。队列中的报文经过二次标记，就被标记上了队列内部优先级。例如，队列中的报文出队采用的方法可以采用：严格优先级结合时间片轮转法。即，队列内部优先级高的报文先出队，同时开始计时，一旦设定的时间片结束，就调度低优先级的报文出队。如果高优先级的报文在设定的时间片未结束前就已经全部出队，则立即调度下一个优先级的报文出队。

需要说明的是，队列中的报文出队还可以采用其他调度方式（例如加权轮询）结合时间片轮转法的方式，在本优选实施例中并不限定。

下面对上述模块之间的相互关系进行说明：

报文标记入队模块62标记报文的设备内部优先级，确定报文在出端口从哪个队列出网络设备；队列中报文二次标记模块66在设备内部优先级的基础上再标记报文的队列内部优先级；不同优先级队列调度模块64根据设备内部优先级，调度不同队列的报文出队；队列中报文调度出队模块68根据队列内部优先级，在同一个队列中按照调度算法调度报文出队。

本优选实施例提供的队列调度方法，包括以下步骤：

步骤一，为进入网络设备的报文标记设备内部优先级。

步骤二，在同一个队列中为报文标记队列内部优先级。

步骤三，在出端口，发生拥塞时，根据配置的队列调度算法调度不同队列报文出队。

步骤四，在同一个队列中根据队列内部优先级调度报文出队。

采用本优选实施例中在队列中对报文进行二次区分（即二次标记）并调度的方法和装置，达到了降低报文转发延时的效果，提高了队列中重要报文的转发效率。

下面使用一个优选的例子对上述的步骤进行说明。

上述方法中的步骤一至步骤四具体包括如下步骤：

步骤1，报文进入设备，按照用户选定的标准给报文标记设备内部优先级。优选地，不同的标准对应的标记方式分别如表1、表2、表3所示。

表1

Vlan Tag优先级	设备内部优先级	出端口队列	Vlan Tag优先级	设备内部优先级	出端口队列
						0	0	0	4	4	4
1	1	1	5	5	5
						2	2	2	6	6	6
3	3	3	7	7	7

表2

DSCP	设备内部优先级	出端口队列	DSCP	设备内部优先级	出端口队列
						0	0	0	32	4	4
1	0	0	33	4	4
						2	0	0	34	4	4
3	0	0	35	4	4
						4	0	0	36	4	4
5	0	0	37	4	4
						6	0	0	38	4	4
7	0	0	39	4	4
						8	1	1	40	5	5
9	1	1	41	5	5
						10	1	1	42	5	5
11	1	1	43	5	5
						12	1	1	44	5	5
13	1	1	45	5	5
						14	1	1	46	5	5
15	1	1	47	5	5
						16	2	2	48	6	6
17	2	2	49	6	6
						18	2	2	50	6	6
19	2	2	51	6	6
						20	2	2	52	6	6
21	2	2	53	6	6
						22	2	2	54	6	6
23	2	2	55	6	6
						24	3	3	56	7	7
25	3	3	57	7	7
						26	3	3	58	7	7
27	3	3	59	7	7
						28	3	3	60	7	7

DSCP	设备内部优先级	出端口队列	DSCP	设备内部优先级	出端口队列
						29	3	3	61	7	7
30	3	3	62	7	7
						31	3	3	63	7	7

表3

EXP	设备内部优先级	出端口队列	EXP	设备内部优先级	出端口队列
						0	0	0	4	4	4
1	1	1	5	5	5
						2	2	2	6	6	6
3	3	3	7	7	7

步骤2，标记上设备内部优先级的报文，就确定了报文在出端口从哪个队列出网络设备，这些报文保存在缓存中。

步骤3，对同一个队列中的报文进行二次标记，标准同样由用户选定。优选地，不同的标准对应的标记方式分别表1、表2、表3所示。

步骤4，用户配置队列调度算法，在拥塞情况下，确定每个队列报文出队的总流量。

步骤5，某个队列在出队报文流量一定的情况下，按照严格优先级结合时间片调度（即时间片轮转）方法调度报文出队。

图7是根据本发明优选实施例的严格优先级结合时间片调度方法的流程示意图。在该流程示意图中，包括：在队列中查找是否存在最高优先级（此处指队列内部优先级）的报文，如果查找到，就分配时间片给此优先级报文，开始调度此优先级报文出队，如果时间片未结束但是队列中此优先级的报文已经全部出队，或者时间片结束，则停止调度此优先级报文出队；在队列中查找下一个优先级的报文并开始按照以上方法调度出队。

优选的，在报文出队过程中，如果出队报文流量达到队列允许出队的总流量，则立即停止调度报文出队，否则继续调度报文出队。

综上所述，根据本发明的上述实施例和优选实施例，克服现有技术中存在的在同一个优先级队列中报文不进行区分而导致的延时问题和缺陷，提供一种对队列中报文进行区分并调度出队列的方法和装置。通过上述的方法和装置，报文根据用户配置的优先级进入不同的出口队列，在出口队列中对报文进行二次标记优先级，并且可以根据二次标记后的优先级，采用严格优先级结合时间片轮转法在队列中进行调度出队，提高了队列调度的服务质量。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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

1.一种报文调度方法，其特征在于包括：

确定报文的队列内部优先级，其中，所述报文的数量为多个；

根据所述队列内部优先级，调度所述报文中的一个或多个报文出对应的队列；

其中，在调度所述一个或多个报文出所述队列时，启动计时器；所述方法还包括：判断所述计时器的计时是否结束，以及所述一个或多个报文是否已调度出所述队列；在所述计时结束且所述一个或多个报文未调度出所述队列的情况下，根据所述队列内部优先级，调度除所述一个或多个报文之外的其他报文出所述队列；在所述计时未结束且所述一个或多个报文已调度出所述队列的情况下，根据所述队列内部优先级，调度除所述一个或多个报文之外的其他报文出所述队列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调度所述一个或多个报文出所述队列包括：

确定所述一个或多个报文的所述队列内部优先级为所述对应的队列的报文中最高的；

调度所述一个或多个报文出所述队列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在调度所述一个或多个报文出所述队列之前，所述方法还包括：

确定所述报文的队列优先级；

根据所述队列优先级，确定所述报文分别对应的所述队列。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述报文的队列优先级或所述队列内部优先级包括：

根据所述报文的标识信息，确定所述报文的所述队列优先级或所述队列内部优先级。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述标识信息包括以下至少之一：

二层报文的虚拟局域网标签优先级、因特网协议报文的差分服务代码点和/或服务类型标记，或多协议标签交换报文的实验域值。

6.一种报文调度装置，其特征在于包括：

第一确定模块，用于确定报文的队列内部优先级，其中，所述报文的数量为多个；

调度模块，用于根据所述队列内部优先级，调度所述报文中的一个或多个报文出对应的队列；

其中，所述装置还用于：在调度所述一个或多个报文出所述队列时，启动计时器；所述装置还包括：判断所述计时器的计时是否结束，以及所述一个或多个报文是否已调度出所述队列；在所述计时结束且所述一个或多个报文未调度出所述队列的情况下，根据所述队列内部优先级，调度除所述一个或多个报文之外的其他报文出所述队列；在所述计时未结束且所述一个或多个报文已调度出所述队列的情况下，根据所述队列内部优先级，调度除所述一个或多个报文之外的其他报文出所述队列。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调度模块包括：

确定单元，用于确定所述一个或多个报文的所述队列内部优先级为所述对应的队列的报文中最高的；

调度单元，用于调度所述一个或多个报文出所述队列。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二确定模块，用于确定所述报文的队列优先级；

第三确定模块，用于根据所述队列优先级，确定所述报文分别对应的所述队列。