CN104580010A - 通信队列处理方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种通信队列处理方法、装置及系统。本发明通信队列处理方法，包括：根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。本发明实施例解决队列对被发送出网络节点后在出口链路上造成拥堵从而影响整体服务质量的问题。

Description

通信队列处理方法、装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种通信队列处理方法、装置及系统。

背景技术

在通信领域中，两个网络节点之间需要通信，可以是基于队列对（QueuePair，以下简称QP）的，包括发送队列（Send Queue，以下简称SQ），接收队列（Receive Queue，以下简称RQ）以及完成队列（Completion Queue，以下简称CQ），其中，SQ用于表示待发送的数据，RQ用于表示接收到的数据，CQ用于表示已经处理完的数据。每个节点的QP适配器在每个周期中只能处理几个QP，例如，在一个周期内，QP适配器可以处理一个SQ和一个RQ，具体处理哪一个QP，需要有相应的仲裁机制进行确定。

现有技术中，是将待处理的QP分为高优先级和低优先级两类，然后在处理相应的优先级的周期内，采用加权循环调度算法（Weighted Round Robin，以下简称WRR）确定出当前处理的QP。但是，这种方法会导致选出的QP被发送出该网络节点后在出口链路上造成拥堵从而影响整体服务质量。

发明内容

本发明实施例提供一种通信队列处理方法、装置及系统，以解决QP被发送出该网络节点后在出口链路上造成拥堵从而影响整体服务质量的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种通信队列处理方法，包括：

根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；

获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；

采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口之前，还包括：

将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中，包括：

接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；

根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，确定所述初始建立的QP对应的交换机端口；

将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

第二方面，本发明实施例提供一种通信队列处理装置，包括：

端口确定模块，用于根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；

获取模块，用于获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；

仲裁模块，用于采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，还包括：

队列增加模块，用于将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述队列增加模块，包括：

接收单元，用于接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；

获取单元，用于根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，获取所述初始建立的QP对应的交换机端口；

增加单元，用于将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

第三方面，本发明实施例提供一种通信队列处理器，包括：

仲裁处理器，用于根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

结合第三方面，在第三发面的第一种可能的实现方式中，还包括：适配处理器，用于接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，获取所述初始建立的QP对应的交换机端口；

所述仲裁处理器，还用于将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

第四发面，本发明实施例提供一种通信队列处理系统，包括：至少两个通信队列处理器，每个所述通信队列处理器连接一个网络节点，所述通信队列处理器通过交换机连接至网络中；

其中，所述通信队列处理器采用权利要求7或8所述的通信队列处理器。

本发明实施例通信队列处理方法、装置及系统，通过预设轮询规则确定当前处理周期需要处理的交换机端口，然后从该端口对应的全部待处理QP中根据WRR算法确定当前需要处理的QP，并对该QP进行处理，实现QP的优先级考量以及交换机端口处理的结合，解决QP被发送出网络节点后在出口链路上造成拥堵从而影响整体服务质量的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明通信队列处理方法实施例一的流程图；

图2为本发明通信队列处理方法实施例二的流程图；

图3为本发明通信队列处理装置实施例一的结构示意图；

图4为本发明通信队列处理装置实施例二的结构示意图；

图5为本发明通信队列处理装置实施例三的结构示意图；

图6为本发明通信队列处理器实施例的结构示意图；

图7为本发明通信队列处理系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例是基于QP机制进行通信的，首先说明一下QP机制的通信过程。假设网络中有两个网络节点：第一节点和第二节点，在这两个节点之间进行通信，第一节点和第二节点在各自的内存中建立至少三个队列，即SQ、RQ以及CQ，其中SQ和RQ成对组成一个QP，第一节点为发送端，第二节点为接收端。具体通信过程如下所示：

第一步、发送端在内存中准备好待发送的数据；接收端在内存中准备好接收数据存放的缓存区；

第二步、发送端创建待发送数据的工作队列元素（Work Queue Element，以下简称WQE），然后将WQE插入SQ中。其中，每个WQE记录一个或多个数据缓存区的信息，包括每一个数据缓存区的起始虚拟地址和大小；接收端创建接收数据的WQE，并将WQE按序插入RQ中。其中，每个WQE记录一个或多个数据缓存区的信息，包括每个数据缓存区的起始虚拟地址和大小；

第三步、发送端的适配器处理SQ的队列头WQE，根据WQE记录的数据缓存区的信息，取出数据并向接收端发送；

第四步、接收端的适配器一旦接收到数据，获取RQ队列的首个WQE，将接收到的数据保存到WQE记录的数据缓存区中；

第五步、当发送端的适配器处理好一个SQ的WQE时，生成一个完成队列元素（Completion Queue Element，以下简称CQE），用于指示一个发送的完成，并将该CQE插入到发送端的CQ中；当接收端接收到一个数据包时，生成一个CQE，用于指示一个接收的完成，并将该CQE插入到接收端的CQ中。

通过上述五个步骤即可实现在两个网络节点中进行通信，在网络节点中SQ和RQ是成对出现的，即QP，网络节点可以支持多个QP的建立，但是网络节点的适配器在一个处理周期内只能处理一个QP，因此对于网络节点的适配器来讲确定当前处理的QP并保证数据链路的畅通是很重要的。

图1为本发明通信队列处理方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：

步骤101、根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；

本实施例的执行主体可以是通信队列处理器，其作用是确定当前处理周期需要处理的QP。

本实施例中，通信队列处理器根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口，具体地，预设轮询规则可以认为是一种轮流处理的机制，例如和通信队列处理器连接的交换机包括A、B、C三个端口，这三个端口的信息已经保存在通信队列处理器中，通信队列处理器可以按照每个处理周期处理一个端口的规则，轮流对三个端口进行处理，例如可以是在第一个周期内通信队列处理器确定端口A为当前要处理的交换机端口，在第二个周期内通信队列处理器确定端口B为当前要处理的交换机端口，在第三个周期内通信队列处理器确定端口C为当前要处理的交换机端口，从第四个周期开始，通信队列处理器又从端口A开始轮流处理，每三个周期即可将交换机的三个端口遍历一遍。由此可见，只要确定了当前的周期，根据预设轮询规则，通信队列处理器即可确定出当前处理周期需要处理的交换机端口。

步骤102、获取所述交换机端口对应的全部待处理的QP的信息；

本实施例中，需要处理的QP都有一个对端地址，很多情况下会出现多个QP对应同一个对端网络节点，从而导致同一个交换机端口对应了多个待处理的QP，因此通信队列处理器在确定了当前处理周期需要处理的交换机端口后，获取该交换机端口对应的全部待处理的QP的信息。

步骤103、采用加权循环调度算法，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

加权循环调度算法（Weighted Round Robin，以下简称WRR）是在轮询的基础上加上权重的优先级算法，例如有三个待处理QP，QP1，QP2，QP3，它们的权重分别为1，2，3，说明QP3的优先级最高，QP2的优先级次之，QP1的优先级最低，通信队列处理器每六个处理周期将这三个待处理QP轮询一遍，其中QP1，QP2，QP3分别占用1，2，3个处理周期。

本实施例中，通信队列处理器采用WRR算法，从当前处理周期需要处理的交换机端口对应的全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理，即将当前处理周期确定出来的需要处理的QP通过交换机发往对端的网络节点。

现有技术中，适配器只考虑了QP的优先级，即每个网络节点在当前处理周期处理的QP都是本节点当前待处理QP中优先级最高的那一个，但是如果多个网络节点处理的QP都需要使用到同样的路径，就会在交换机的出口链路上造成拥堵。

本实施例，通过预设轮询规则确定当前处理周期需要处理的交换机端口，然后从该端口对应的全部待处理QP中根据WRR算法确定当前需要处理的QP，并对该QP进行处理，实现QP的优先级考量以及交换机端口处理的结合，解决QP被发送出网络节点后在出口链路上造成拥堵从而影响整体服务质量的问题。

图2为本发明通信队列处理方法实施例二的流程图，在图1所示的方法实施例的步骤101之前，还包括通信队列处理器将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中，具体的实现方法可以包括：

步骤201、接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；

本实施例中，通信队列处理器接收并保存对接交换机发送的路由信息，该路由信息是由交换机进行更新维护的，一旦网络拓扑发生变化，路由信息的内容也随之发生变化，例如交换机有三个端口A、B、C，分别对应于网络节点1、2、3，如果网络节点2被取消，那么路由信息则会更新成端口A、C分别对应网络节点1、3。交换机可以周期性地向通信队列处理器发送路由信息，也可以以更新为触发向通信队列处理器发送路由信息，交换机和通信队列处理器是一一对应的。通信队列处理器将接收到的路由信息保存在本地，以便后续使用。

步骤202、根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，确定所述初始建立的QP对应的交换机端口；

本实施例中，所有初始建立的待处理的QP的上下文中都已经保存了该QP要被发往的目的网络节点信息，例如新建立了三个QP需要被处理，QP1要被发送到网络节点1，QP2要被发送到网络节点2，QP3要被发送到网络节点3，通信队列处理器根据上述QP和目的网络节点的对应关系，再根据从对接的交换机获取的路由信息，即可获取到QP和交换机端口之间的对应关系，例如QP1和端口A对应，QP2和端口B对应，QP3和端口C对应，通信队列处理器可以以映射表的形式将QP与交换机端口的对应关系保存起来。

步骤203、将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

本实施例中，通信队列处理器已经获取了初始建立的QP和交换机端口的对应关系，就将这些QP加入到其对应的交换机端口的待处理队列中，例如，端口A的待处理对中有QP1，端口B的待处理对中有QP2，端口C的待处理对中有QP3，每个交换机端口对应的待处理的QP可以有一个以上，例如，有多个QP需要被发送给网络节点1，那么在端口A的待处理队列中就会有多个QP。

本实施例，通过通信队列处理器接受并保存对接交换机中的路由信息，并根据QP的的目的网络节点信息，将初始建立的QP和交换机端口联系起来，实现QP以挂队列的方式与交换机端口对应，解决QP被发送出网络节点后在出口链路上造成拥堵从而影响整体服务质量的问题。

图3为本发明通信队列处理装置实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例的装置可以包括：端口确定模块11、获取模块12以及仲裁模块13，其中，端口确定模块11，用于根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；获取模块12，用于获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；仲裁模块13，用于采用WRR算法，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

本实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图4为本发明通信队列处理装置实施例二的结构示意图，如图4所示，本实施例的装置在图3所示装置结构的基础上，进一步地，还可以包括：队列增加模块21，该队列增加模块21用于将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中。

进一步的，图5为本发明通信队列处理装置实施例三的结构示意图，如图5所示，本实施例的装置在图4所示装置结构的基础上，进一步地，队列增加模块21可以包括：接收单元211、获取单元212以及增加单元213，其中，接收单元211，用于接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；获取单元212，用于根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，获取所述初始建立的QP对应的交换机端口；增加单元213，用于将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

图4和图5所示的实施例的装置，可以用于执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本发明通信队列处理器的设备包括仲裁处理器，用于根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

进一步的，图6为本发明通信队列处理器实施例的结构示意图，如图6所示，本实施例的设备包括：仲裁处理器11和适配处理器12，其中，适配处理器12，用于接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，获取所述初始建立的QP对应的交换机端口；仲裁处理器11除了上述功能，还用于将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

本实施例的设备，可以用于执行图1和图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图7为本发明通信队列处理系统实施例的结构示意图，如图7所示，本实施的系统包括：四个通信队列处理器11a、11b、11c以及11d，每个通信队列处理器连接一个网络节点，即通信队列处理器11a连接网络节点12a，通信队列处理器11b连接网络节点12b，通信队列处理器11c连接网络节点12c，通信队列处理器11d连接网络节点12d；通信队列处理器通过交换机连接至网络中，即网络由四个交换机13a、13b、13c以及13d组成，通信队列处理器11a通过交换机13a连接至网络中，通信队列处理器11b通过交换机13b连接至网络中，通信队列处理器11c通过交换机13c连接至网络中，通信队列处理器11d通过交换机13d连接至网络中。本实施例中的通信队列处理器可以采用上述图3～图6中的任一种装置或设备的示意图，进一步的，可以执行上述图1～图2中的任一种方法实施例的技术方案。

本实施例中，通信队列处理器11b从交换机13b中获取该交换机的路由信息，即端口A对应网络节点12a，端口B对应网络节点12d，端口C对应网络节点12c；在通信队列处理器11b中有9个待处理的QP，根据QP的上下文中预存的目的网络节点信息，可以获得各个交换机端口的待处理QP的队列，例如端口A的队列中包括QP1、QP5、QP6，端口B的队列中包括QP3、QP4、QP7，端口C的队列中包括QP2、QP8、QP9；通信队列处理器11b根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口为A，然后通信队列处理器11b就要采用WRR算法从端口A对应的QP1、QP5、QP6选出优先级最高的QP，在下一个处理周期，通信队列处理器11b确定需要处理的交换机端口为B，然后采用WRR算法从端口B对应的QP3、QP4、QP7选出优先级最高的QP进行处理。如此一来，网络节点12b既考虑了待处理的QP的优先级，又避免了在交换机端口的出口链路上由于处理不及时而造成的拥堵，从而提高了整体服务质量。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种通信队列处理方法，其特征在于，包括：

根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；

获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；

采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口之前，还包括：

将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中，包括：

接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；

根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，确定所述初始建立的QP对应的交换机端口；

将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

4.一种通信队列处理装置，其特征在于，包括：

端口确定模块，用于根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；

获取模块，用于获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；

仲裁模块，用于采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

队列增加模块，用于将初始建立的QP加入对应的交换机端口的待处理队列中。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述队列增加模块，包括：

接收单元，用于接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；

获取单元，用于根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，获取所述初始建立的QP对应的交换机端口；

增加单元，用于将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

7.一种通信队列处理器，其特征在于，包括：

仲裁处理器，用于根据预设轮询规则，确定当前处理周期需要处理的交换机端口；获取所述交换机端口对应的全部待处理的队列对QP的信息；采用加权循环调度算法WRR，从所述全部待处理QP中确定当前处理周期需要处理的QP，并对所述需要处理的QP进行处理。

8.根据权利请求7所述的通信队列处理器，其特征在于，还包括：适配处理器，用于接收并保存对接交换机发送的路由信息，所述路由信息包括交换机端口与目的网络节点的映射关系；根据所述路由信息，以及所述初始建立的QP的上下文中预存的目的网络节点信息，获取所述初始建立的QP对应的交换机端口；

所述仲裁处理器，还用于将所述初始建立的QP加入所述交换机端口的待处理队列中。

9.一种通信队列处理系统，其特征在于，包括：至少两个通信队列处理器，每个所述通信队列处理器连接一个网络节点，所述通信队列处理器通过交换机连接至网络中；

其中，所述通信队列处理器采用权利要求7或8所述的通信队列处理器。