CN105812285A - 一种端口拥塞管理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种端口拥塞管理方法及装置，以解决高优先级报文的缓存得不到较好保障的问题，该方法包括：监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，在空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则确定端口对应的至少一个非空队列；根据至少一个非空队列分别对应的优先级对至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；根据非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

Description

一种端口拥塞管理方法及装置

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及一种端口拥塞管理方法及装置。

背景技术

随着互联网数据流需求的迅速增长，网络带宽资源是有限的，拥塞管理变得越来越重要。拥塞管理是指在网络发生拥塞时，如何进行管理和控制。拥塞管理的方法是使用队列技术，具体过程包括队列的创建、报文的分类、将报文送入不同的队列、队列调度等。当端口没有发生拥塞时，报文到达端口后立即被发送出去；当报文到达的速度超过端口发送报文的速度时，端口就发生了拥塞。拥塞管理就会将这些报文进行分类，送入不同的队列，而队列调度将对不同优先级的报文分别进行处理，优先级高的报文会得到优先处理。参阅图1所示为严格优先级(StrictPriority，SP)调度，高优先级的报文得到优先处理，即一个优先级的报文都处理完毕后，再去处理下一个相邻优先级的报文。

在拥塞情况下，一个端口会使用多个不同优先级的队列对报文进行缓存，多个队列会共享一个缓存空间，当拥塞发生时，缓存空间很快耗完，后续到来的报文就会由于缓存不足而不分高低优先级地被丢弃。如果低优先级的报文比高优先级的报文提前占据缓存空间，后续高优先级的报文到来就会由于缓存空间耗尽而无法入队，而出口方向会对端口各个队列进行SP调度按优先级从高到低进行出队，因为高优先级的报文已经在入队时被丢弃，高优先级的队列补给不足，可能已经为空，此时出口流量看到的表象可能是更多的低优先级的报文。

现有技术中提出多种保证高优先级报文缓存的方案。

方案1提出单独给每个队列固定分配一定的缓存空间，缓存空间是队列私有的，队列之间不能相互抢占。但这种方式可能会出现某单个队列流量较大，其他队列都空闲的情形，就会导致整个端口有很大缓存空间是空闲的情况，仍会发生丢包，缓存空间的利用率较低，且高优先级报文的缓存得不到较好的保障。

进一步地，方案1的改进方案提出：给每个队列分配一小部分私有的缓存空间使用阈值，即这部分的缓存是队列独享的，别的队列不能抢占，是一个最小保证的缓存空间，和一个队列最大缓存空间使用阈值，即该队列最大能占用的缓存空间，又名为队列尾丢阈值，当队列占用的缓存超过该阈值，新来的报文就会被丢弃。但是，该改进方案在有的队列占用的缓存超过队列尾丢阈值时，有的队列处于空闲状态，由于私有的缓存空间不能被别的队列占用，造成缓存的利用率仍然不高，但比改进前的利用率会有所提高。且在一般情况下，私有的缓存空间的阈值配置较小，在入口大流量造成拥塞时，高优先级的队列最多可能只占到队列尾丢阈值大小的缓存空间，后续到来的高优先级的报文仍会被丢弃，抗突发性较差，因此高优先级报文的缓存仍然得不到较好的保障。

方案2为一种队列老化技术，提出在端口拥塞时，在队头丢弃长期处于拥塞状态的低优先级队列中的部分报文，直到此端口不拥塞为止。

参阅图2所示，老化队列的触发条件是端口拥塞，即端口的缓存资源占用超过阈值age_flush_on(阈值可配)。老化队列的解除条件是端口拥塞解除，即端口的缓存资源占用低于阈值age_flush_off(阈值可配)。队列老化需要维护每个队列拥塞的时间。当端口进入老化队列功能时，选择允许老化并且长期处于拥塞的队列进行老化，直到此队列解除拥塞状态或者端口解除拥塞状态。老化拥塞时间通过定期刷新每个队列的拥塞状态来维护，定期刷新的周期可配。如果发现该队列已经拥塞，则把该队列的拥塞时间加1直到最大值3。当拥塞时间为最大值3时，说明此队列拥塞时间足够，允许老化。如果发现该队列不再拥塞，需要把拥塞时间清零。

由上可知，方案2配置复杂，实现复杂，每个队列需要维护一个拥塞状态，拥塞状态是定期刷新的，解除拥塞不够及时，仍然使高优先级报文的缓存得不到较好的保障。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种端口拥塞管理方法及装置，以解决高优先级报文的缓存得不到较好保障的问题。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，一种端口拥塞管理方法，包括：

监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，所述空闲缓存资源大小是指所述共享缓存资源大小与所述共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值；在所述空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出所述端口对应的至少一个非空队列，其中，所述至少一个非空队列共享所述共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量；根据所述至少一个非空队列分别对应的优先级对所述至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；根据所述非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在所述至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

因此，本发明实施例通过在端口即将拥塞时将位于队头的低优先级的报文丢弃，保证了高优先级报文入队且不易被丢弃。

结合第一方面，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，包括：针对每个目标队列，按照报文到达该目标队列的先后次序从最先到达的报文开始依次释放至少一个报文占用的缓存资源。

结合第一方面，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，包括：确定所述至少一个目标队列的按优先级排序结果；根据所述排序结果从优先级最低的目标队列开始依次释放每个目标队列中包含的至少一个报文占用的缓存资源。

因此，本发明实施例确保了报文丢弃的顺序是从最低优先级的非空队列中的报文开始，确保高优先级报文不被丢弃。

结合第一方面，在释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源之前，还包括：为所述端口正常出队的报文和需要释放缓存资源的报文分别配置对应的处理时隙；

释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，包括：在所述需要释放缓存资源的报文对应的处理时隙，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

因此，本发明实施例确保了报文丢弃和报文出队不会发生冲突。

结合第一方面，还包括：在释放第一报文后，判断所述第一报文所属的第一目标队列是否为空，其中，所述第一报文为所述第一目标队列中的任意一个报文，所述第一目标队列为所述至少一个非空队列中的任意一个目标队列；根据判断结果更新所述端口对应的非空队列。

因此，本发明实施例确保队列状态及时更新。

结合第一方面，还包括：在释放所述第一报文后，更新所述空闲缓存资源大小；确定所述空闲缓存资源大小大于等于所述缓存拥塞阈值时，停止释放所述第一目标队列以及其他目标队列中的报文占用的缓存资源。

因此，本发明实施例实时监控空闲缓存资源大小，当确定空闲缓存资源大小大于等于缓存拥塞阈值时，停止释放目标队列中的报文占用的缓存资源。

第二方面，一种端口拥塞管理装置，包括：监控单元，用于监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，所述空闲缓存资源大小是指所述共享缓存资源大小与所述共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值；确定单元，用于在所述空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出所述端口对应的至少一个非空队列，其中，所述至少一个非空队列共享所述共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量；排序单元，用于根据所述至少一个非空队列分别对应的优先级对所述至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；筛选单元，用于根据所述非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在所述至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；释放单元，用于释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

结合第二方面，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，所述释放单元具体用于：针对每个目标队列，按照报文到达该目标队列的先后次序从最先到达的报文开始依次释放至少一个报文占用的缓存资源。

结合第二方面，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，所述释放单元具体用于：确定所述至少一个目标队列的按优先级排序结果；根据所述排序结果从优先级最低的目标队列开始依次释放每个目标队列中包含的至少一个报文占用的缓存资源。

结合第二方面，所述装置还包括：配置单元，用于在所述释放单元释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源之前，为所述端口正常出队的报文和需要释放缓存资源的报文分别配置对应的处理时隙；

释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，所述释放单元具体用于：在所述需要释放缓存资源的报文对应的处理时隙，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

结合第二方面，所述装置还包括：第一判断单元，用于在释放第一报文后，判断所述第一报文所属的第一目标队列是否为空，其中，所述第一报文为所述第一目标队列中的任意一个报文，所述第一目标队列为所述至少一个非空队列中的任意一个目标队列；根据判断结果更新所述端口对应的非空队列。

结合第二方面，所述装置还包括：第一判断单元，用于在释放所述第一报文后，更新所述空闲缓存资源大小；确定所述空闲缓存资源大小大于等于所述缓存拥塞阈值时，停止释放所述第一目标队列以及其他目标队列中的报文占用的缓存资源。

第三方面，端口管理设备包括收发器、处理器和存储器，收发器、处理器以及存储器之间通过总线连接，其中：收发器，用于接收入队新报文，以及将正常出队的报文时发送至线路侧；存储器，用于存储处理器执行的程序代码；处理器，用于通过存储器中的程序代码,执行以下操作：监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，所述空闲缓存资源大小是指所述共享缓存资源大小与所述共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值；在所述空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出所述端口对应的至少一个非空队列，其中，所述至少一个非空队列共享所述共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量；根据所述至少一个非空队列分别对应的优先级对所述至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；根据所述非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在所述至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

本发明实施例中通过监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，当确定空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出端口对应的至少一个非空队列，并根据至少一个非空队列分别对应的优先级对至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果，最后，根据非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，使高优先级报文不易被丢弃并保证了高优先级报文能够入队，因此有效解决高优先级报文的缓存得不到较好保障的问题。

附图说明

图1为本发明背景技术中严格优先级调度的结构示意图；

图2为本发明背景技术中队列老化的示意图；

图3为本发明实施例中新报文入队的示意图；

图4为本发明实施例中统计队列占用的共享缓存资源和队列中包含的报文个数示意图；

图5为本发明实施例中统计共享缓存资源占用情况的示意图；

图6为本发明实施例中报文出队的示意图；

图7为本发明实施例中端口拥塞管理的概述流程图；

图8为本发明实施例中报文丢弃的示意图；

图9为本发明实施例中在时分复用系统中处理正常出队的报文和丢弃报文的时隙分配示意图；

图10为本发明实施例中端口拥塞管理的具体流程图；

图11为本发明实施例中端口拥塞管理的装置结构示意图；

图12为本发明实施例中端口拥塞管理的设备结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图3所示，在新的报文进入队列前，首先判断针对本端口的共享缓存资源是否被占满，如果已经占满，则新的报文无法入队，只能丢弃。如果有足够的缓存资源能让新的报文入队，则根据该报文的优先级存入相应优先级的队列中。

这里的报文的优先级按照业务特性指定，属于流分类的范畴，本发明实施例不对其进行深入说明。此处将报文存入相应优先级的队列中，报文信息包括报文长度和报文的缓存地址(即报文指针)。

例如，报文A的优先级为1，有足够的缓存资源能让报文A入队，则将报文A存入优先级为1的队列1中。

因此，报文入队是指将报文存入相应的优先级的队列中。在新报文入队后，需要更新该队列的队列状态。

具体的，新报文入队时，如果该队列之前为空队列，则该队列从空队列变成非空队列。若该队列配置私有缓存，则当该队列占用的缓存资源大于私有缓存的大小时，才能认为该队列非空。

例如，报文A进入队列1，队列1之前为空队列，则更新队列1为非空队列，若队列1配置有私有缓存，在报文A入队后，判断当前队列1中包含的报文占用缓存资源的总和是否大于私有缓存的大小，若是，则队列1为非空队列。

各个优先级队列会独立统计各自占用的共享缓存资源和队列中包含的报文个数。报文个数和缓存资源的加统计发生在报文入队时刻，参阅图4所示，假设端口共对应8个优先级队列，在报文入队的时刻对相应队列中的报文个数和共享缓存资源占用情况进行加统计。

同时，在新报文入队后，还需要对共享缓存资源占用情况进行统计。

参阅图5所示，新报文入队时，会占用共享缓存资源，共享缓存资源中被占用缓存资源统计计数器port_share_buf_cnt就会加上当前入队的报文所占用的缓存资源。

当端口有非空的队列时，根据SP调度的原则按照优先级从高到低选择非空的队列中的报文依次进行出队。报文出队是指报文被发送到线路上去，然后将该报文占用的缓存资源释放。一个报文出队时，该报文为相应队列中的头一个报文，即从获得调度的队列的队列头读取一个报文，这里的报文是指入队时存入队列里的报文信息，包括报文长度和报文的缓存地址(即报文指针)。同一队列的报文遵循先进先出的原则。

报文出队类似报文入队的逆操作：报文入队时对队列占用的共享缓存资源，队列包含的报文个数，共享缓存资源中被占用缓存资源进行加统计；报文出队时对队列占用的共享缓存资源，队列包含的报文个数，共享缓存资源中被占用缓存资源进行减统计。

另外，报文出队速率只受限于端口线路速率。

例如，参阅图6所示，当前端口对应的队列7、队列5、队列0为非空队列，队列7对应的优先级为7，包含3个报文，队列5对应的优先级为5，包含2个报文，队列0对应的优先级为0，包含3个报文，根据SP调度的原则，从高优先级开始，队列7中的报文先出队，根据先进先出的原则，从队列7的队头读取一个报文，待队列7中的报文都出队后，队列5中的报文再出队，最后是队列0中的报文出队。

同理，在报文出队后，需要更新对应队列的队列状态。

报文出队时，如果队列从非空队列变成空队列，则更新该队列为空队列。如果队列配置私有缓存，则当该队列占用的缓存资源小于私有缓存的大小时，更新该队列为空队列。

参阅图4所示，报文个数和缓存资源的减统计发生在报文出队时刻或报文丢弃的时刻。报文丢弃是指为了避免端口拥塞而将报文占用的缓存资源直接释放，无需读出发往线路侧。本发明实施例中，丢弃的报文为准备出队的报文，而不现有技术中的在报文入队时，由于端口已经拥塞因此将报文丢弃。图4中，假设端口共对应8个优先级队列，在报文出队、报文丢弃的时刻均需对相应队列中的报文个数和缓存资源占用情况进行减统计。参阅图5所示，在报文出队、报文丢弃的时刻，均会释放缓存资源，共享缓存资源中被占用缓存资源统计计数器port_share_buf_cnt就会减去当前出队或丢弃的报文所占用的缓存资源。

具体的，参阅图7所示，本发明实施例提供一种端口拥塞管理方法，用于在确定端口即将发生拥塞时，如何进行报文丢弃。

步骤700：监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，空闲缓存资源大小是指共享缓存资源大小与共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值。

其中，共享缓存资源中被占用缓存资源为：port_share_buf_cnt。由上述报文入队、报文出队以及报文丢弃的时刻统计得出。

共享缓存资源大小为:PORT_BUF_MAX_NUM，为对应该端口的固定缓存资源。

因此，可实时监控空闲缓存资源大小可空闲缓存资源为：

port_idle_buf_cnt＝PORT_BUF_MAX_NUM-port_share_buf_cnt；

步骤710：在空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出端口对应的至少一个非空队列，其中，至少一个非空队列共享共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量。

缓存拥塞阈值为事先配置的阈值，具体可标记为：PORT_BUF_CON_TH

PORT_BUF_CON_TH的设置为了吸收从端口报文入队的突发情况到端口拥塞的延时。这个阈值的大小的设定只跟系统参数和报文丢弃的实现的延时有关，跟应用场景无关，且本发明实施例能保证报文丢弃速率能大于端口报文入队的速率。

具体的，这里的系统参数为端口数量和入口报文流量突发，例如1个GE(千兆以太网)端口的最大突发流量为1Gbps,那么2个端口就会2Gbps，5个端口就是5Gbps。因此，端口越多入口流量突发也大，且最大突发流量这是一个确定的，例如，现有5GE家庭网关芯片，突发流量就是5Gbps。

当port_idle_buf_cnt低于PORT_BUF_CON_TH，表明针对端口的空闲缓存资源快要用完，说明端口即将拥塞。当port_idle_buf_cnt大于PORT_BUF_CON_TH时，表明针对端口的空闲缓存资源比较充裕。

在空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，根据上述报文出队、入队以及报文丢弃的时刻统计得出的队列状态，确定端口对应的至少一个非空队列。

步骤720：根据至少一个非空队列分别对应的优先级对至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果。

例如，端口对应的至少一个非空队列为队列1、队列3、队列5，分别对应优先级1、优先级3、优先级5。按优先级从低到高得到非空队列排序结果为队列1、队列3、队列5。

一般情况下，不会出现非空队列数目为1，且空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值的情形。一旦出现这种情形，则直接将该非空队列作为目标队列。

步骤730：根据非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列。

例如，根据上述非空队列排序结果，将队列1作为目标队列，或者，将队列1和队列3作为目标队列。因此，尽可能的保存高优先级的报文不被丢弃，有效解决了低优先级报文抢占高优先级报文缓存资源的问题。

步骤740：释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

具体的，在确定目标队列后，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，即丢弃目标队列中的报文，可以采用但不限于以下方式：

第一种方式：针对每个目标队列，按照报文到达该目标队列的先后次序从最先到达的报文开始依次释放至少一个报文占用的缓存资源。

例如，针对上述确定的目标队列，队列1，根据先进先出的原则，按照报文到达该目标队列的先后次序从最先到达的报文开始，依次释放该队列中包含的各个报文占用的缓存资源，此处与现有技术相同不再赘述。

第二种方式：确定至少一个目标队列的按优先级排序结果，根据排序结果从优先级最低的目标队列开始依次释放每个目标队列中包含的至少一个报文占用的缓存资源。

例如，针对上述确定的目标队列，队列1和队列3，获取目标队列排序结果，因此，先释放队列1中的报文，再释放队列3中的报文，每个队列依然根据先进先出的原则，释放该队列中包含的各个报文分别占用的缓存资源。

在每次释放一个报文后，还需对该报文对应的目标队列的队列状态进行更新，判断该队列是否为空，若为非空队列，则进一步更新该队列中包含的报文个数，以及队列占用的共享缓存资源。同时，更新共享缓存资源中被占用缓存资源的大小，参阅图4所示，报文个数和缓存资源的减统计发生报文丢弃的时刻。图4中，假设端口共对应8个优先级队列，在报文丢弃的时刻均需对相应队列中的报文个数和缓存资源占用情况进行减统计。参阅图5所示，在报文丢弃的时刻，均会释放缓存资源，共享缓存资源中被占用缓存资源统计计数器port_share_buf_cnt就会减去当前出队或丢弃的报文所占用的缓存资源。

若确定port_idle_buf_cnt大于PORT_BUF_CON_TH，停止释放报文目标队列中的报文占用的缓存资源。

例如，参阅图8所示，在空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，当前端口对应的队列7、队列5、队列0为非空队列，队列7对应的优先级为7，包含3个报文，队列5对应的优先级为5，包含2个报文，队列0对应的优先级为0，包含3个报文，因此，根据这三个队列分别对应的优先级对其进行排序，从低优先级到高优先级排序为队列0、队列5、队列7，进一步筛选出目标队列为队列0和队列5，依次释放队列0和队列5中包含的报文，即队列0中的报文先出队，根据先进先出的原则，从队列0的队头开始丢包，待队列0中的报文都释放后，队列5中的报文进行释放，若在此期间，空闲缓存资源大小大于或等于缓存拥塞阈值，则停止释放报文占用的共享缓存资源。

本发明实施例中，报文丢弃速率能保证大于报文入队速率，例如，在家庭网关芯片中转发电路的时钟频率为200MHz,端口入口最大突发速率约为10Mpps，即报文入队的最大速率为10Mpps。而队列出口可以每8个时钟周期处理一个报文丢弃，即丢弃一个报文所需的时间为8个时钟周期，在报文丢弃时并不需要将报文读出，只需要将报文的缓存指针释放即可，因此，报文丢弃速率为1/[8*(1/200)]＝25Mpps。所以队列出口的报文丢弃速率25Mpps远大于队列入口的10Mpps的入口速率。

可选地，由于正常的报文出队操作和报文丢弃操作都是从队列头抽走报文，即有可能出现同一个队列既在报文正常出队(发送到线路)，又同时存在端口报文丢弃的情况，本发明实施例还提出为端口正常出队的报文和需要释放缓存资源的报文分别配置对应的处理时隙，例如，在时分复用的系统中，一个流水周期里，前半段时隙处理正常出队的报文，后半段时隙处理丢弃的报文，参阅图9所示。因此，在需要释放缓存资源的报文对应的处理时隙，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

参阅图10所示，为端口拥塞管理的具体流程图，具体描述了新报文入队，报文出队、报文丢弃及相应的共享缓存资源统计和队列统计的过程。

在入队处理模块，新报文入队时需要判断共享缓存资源是否耗尽，根据该新报文的优先级将其存入对应优先级的队列中，

进一步地，在端口缓存资源池，对新报文进行共享缓存资源统计(即统计占用共享缓存资源的大小)，队列资源统计(包括统计队列占用的共享缓存资源和队列包含的报文个数)，端口拥塞状态管理(即监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小)和队列状态管理(即监控队列状态)。

在出队处理模块，执行报文正常出队和报文丢弃，其中，在报文正常出队时，调度器从高优先级到低优先级依次调度队列及相应队列中的报文(H→L)，对应报文正常出队处理模块，报文正常出队后，发送到线路上，即从出端口进入线路侧，然后释放该报文占用的缓存；在报文丢弃时，调度器从低优先级到高优先级依次调度队列及相应队列中的报文(L→H)，对应报文丢弃处理模块，直接丢弃报文，不发送到线路上，释放该报文占用的缓存。

在出队处理模块每次执行报文正常出队后，进行共享缓存资源统计，队列资源统计，和队列状态管理。其中，端口拥塞状态管理可以实时保存监控状态，或者周期性地进行监控队列状态。报文丢弃后，进行共享缓存资源统计，队列资源统计，端口拥塞状态管理和队列状态管理。在本发明实施例中，由于报文丢弃的速率会远大于报文入队的速率，新报文入队时，一般不会发生丢包现象，保证了高优先级报文的入队，在确定端口即将进入拥塞状态时，从低优先级队列的队头开始进行报文丢弃，保证了高优先级报文不易被丢弃。

参阅图11所示，本发明实施例提供一种端口拥塞管理装置1100，包括：

监控单元1101，用于监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，空闲缓存资源大小是指共享缓存资源大小与共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值；

确定单元1102，用于在空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出端口对应的至少一个非空队列，其中，至少一个非空队列共享共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量；

排序单元1103，用于根据至少一个非空队列分别对应的优先级对至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；

筛选单元1104，用于根据非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；

释放单元1105，用于释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

可选地，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，释放单元1105具体用于：

针对每个目标队列，按照报文到达该目标队列的先后次序从最先到达的报文开始依次释放至少一个报文占用的缓存资源。

可选地，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，释放单元1105具体用于：

确定至少一个目标队列的按优先级排序结果；

根据排序结果从优先级最低的目标队列开始依次释放每个目标队列中包含的至少一个报文占用的缓存资源。

可选地，装置1100还包括：

配置单元1106，用于在释放单元释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源之前，为端口正常出队的报文和需要释放缓存资源的报文分别配置对应的处理时隙；

释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，释放单元1105具体用于：

在需要释放缓存资源的报文对应的处理时隙，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

可选地，装置1100还包括：

第一判断单元1107，用于在释放第一报文后，判断第一报文所属的第一目标队列是否为空，其中，第一报文为第一目标队列中的任意一个报文，第一目标队列为至少一个非空队列中的任意一个目标队列；

根据判断结果更新端口对应的非空队列。

可选地，装置1100还包括：

第二判断单元1108，用于在释放第一报文后，更新空闲缓存资源大小；

确定空闲缓存资源大小大于等于缓存拥塞阈值时，停止释放第一目标队列以及其他目标队列中的报文占用的缓存资源。

需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

参阅图12所示，本发明实施例提供一种端口管理设备1200，包括收发器1201、处理器1202和存储器1203，收发器1201、处理器1202以及存储器1203之间通过总线1204连接，其中：

收发器1201，用于接收入队新报文，以及将正常出队的报文时发送至线路侧。

存储器1203，用于存储处理器1202执行的程序代码。

处理器1202，用于通过存储器1203中的程序代码，执行以下操作：监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，空闲缓存资源大小是指共享缓存资源大小与共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值；在空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出端口对应的至少一个非空队列，其中，至少一个非空队列共享共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量；根据至少一个非空队列分别对应的优先级对至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；根据非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

本发明实施例中总线1204在图12中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。总线1204可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中，图5中的获取单元和发送单元，可以由该用于数据处理的服务器中的收发器实现，图5中的分析单元和处理单元，可以由该用于数据处理的服务器中的处理器实现。

本发明实施例中存储器1203，用于存储处理器1202执行的程序代码，可以是易失性存储器(英文：volatilememory)，例如随机存取存储器(英文：random-accessmemory，缩写：RAM)；存储器1203也可以是非易失性存储器(英文：non-volatilememory)，例如只读存储器(英文：read-onlymemory，缩写：ROM)，快闪存储器(英文：flashmemory)，硬盘(英文：harddiskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-statedrive，缩写：SSD)、或者存储器1203是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器1203可以是上述存储器的组合。

本发明实施例中处理器1202，可以是一个中央处理单元(英文：centralprocessingunit，简称CPU)。

综上所述，采用本发明实施例提供的方法由于报文丢弃的速率会远大于报文入队的速率，且丢弃的报文不占用端口的带宽，即能保证报文正常出队的情况下进行报文释放。如果一个端口发生拥塞时，且存在多个流(多个优先级队列同时有报文)，那么正常出队发送的报文就是高优先级的报文，而丢弃的就是低优先级的报文，保证了高优先级报文入队且不易被丢弃。因此有效解决高优先级报文的缓存得不到较好保障的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种端口拥塞管理方法，其特征在于，包括：

监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，所述空闲缓存资源大小是指所述共享缓存资源大小与所述共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值；

在所述空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出所述端口对应的至少一个非空队列，其中，所述至少一个非空队列共享所述共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量；

根据所述至少一个非空队列分别对应的优先级对所述至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；

根据所述非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在所述至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；

释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，包括：

针对每个目标队列，按照报文到达该目标队列的先后次序从最先到达的报文开始依次释放至少一个报文占用的缓存资源。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，包括：

确定所述至少一个目标队列的按优先级排序结果；

根据所述排序结果从优先级最低的目标队列开始依次释放每个目标队列中包含的至少一个报文占用的缓存资源。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源之前，还包括：

为所述端口正常出队的报文和需要释放缓存资源的报文分别配置对应的处理时隙；

释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源，包括：

在所述需要释放缓存资源的报文对应的处理时隙，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在释放第一报文后，判断所述第一报文所属的第一目标队列是否为空，其中，所述第一报文为所述第一目标队列中的任意一个报文，所述第一目标队列为所述至少一个非空队列中的任意一个目标队列；

根据判断结果更新所述端口对应的非空队列。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

在释放所述第一报文后，更新所述空闲缓存资源大小；

确定所述空闲缓存资源大小大于等于所述缓存拥塞阈值时，停止释放所述第一目标队列以及其他目标队列中的报文占用的缓存资源。

7.一种端口拥塞管理装置，其特征在于，包括：

监控单元，用于监控针对端口的共享缓存资源中的空闲缓存资源大小，所述空闲缓存资源大小是指所述共享缓存资源大小与所述共享缓存资源中被占用缓存资源大小的差值；

确定单元，用于在所述空闲缓存资源大小低于缓存拥塞阈值时，则筛选出所述端口对应的至少一个非空队列，其中，所述至少一个非空队列共享所述共享缓存资源，每个队列对应一个优先级，每个非空队列中包含的报文的优先级与该队列的优先级相同、且包含的报文数量超过预设数量；

排序单元，用于根据所述至少一个非空队列分别对应的优先级对所述至少一个非空队列进行排序，获得非空队列排序结果；

筛选单元，用于根据所述非空队列排序结果，从低优先级到高优先级在所述至少一个非空队列中筛选出至少一个目标队列；

释放单元，用于释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，所述释放单元具体用于：

针对每个目标队列，按照报文到达该目标队列的先后次序从最先到达的报文开始依次释放至少一个报文占用的缓存资源。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，所述释放单元具体用于：

确定所述至少一个目标队列的按优先级排序结果；

根据所述排序结果从优先级最低的目标队列开始依次释放每个目标队列中包含的至少一个报文占用的缓存资源。

10.如权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

配置单元，用于在所述释放单元释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源之前，为所述端口正常出队的报文和需要释放缓存资源的报文分别配置对应的处理时隙；

释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源时，所述释放单元具体用于：

在所述需要释放缓存资源的报文对应的处理时隙，释放每个目标队列中包含的至少一个报文分别占用的缓存资源。

11.如权利要求7-10任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一判断单元，用于在释放第一报文后，判断所述第一报文所属的第一目标队列是否为空，其中，所述第一报文为所述第一目标队列中的任意一个报文，所述第一目标队列为所述至少一个非空队列中的任意一个目标队列；

根据判断结果更新所述端口对应的非空队列。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二判断单元，用于在释放所述第一报文后，更新所述空闲缓存资源大小；

确定所述空闲缓存资源大小大于等于所述缓存拥塞阈值时，停止释放所述第一目标队列以及其他目标队列中的报文占用的缓存资源。