CN109428829A - 多队列缓存管理方法、装置及存储介质 - Google Patents

多队列缓存管理方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多队列缓存管理方法、装置及存储介质，用以至少提高固定缓存空间的队列调度过程中，队列缓存利用率。所述方法包括：确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量；确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子；根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。

Description

多队列缓存管理方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及通讯领域，特别是涉及一种多队列缓存管理方法、装置及存储介质。
背景技术
HQOS(Hierarchical Quality of Service，层次化服务质量)技术支持运营商对具有不同服务需求的业务报文进行区分，从而能够提供精细化的服务及保证服务质量，又能从整体上节约网络运行维护成本。
为满足业务层次化的服务需求，不同的业务报文需要进入到待调度的队列，进行不同等级的调度服务。现有的调度服务中存在缓存利用率低的问题。例如分配的队列会造成缓存资源浪费，或无法得到缓存资源，同时会产生拥塞队列，以及存在队列数量庞大的问题。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种多队列缓存管理方法、装置及存储介质，用以至少提高固定缓存空间的队列调度过程中，队列缓存利用率。
为解决上述技术问题，本发明中的一种多队列缓存管理方法，包括：
确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量；
确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子；
根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。
为解决上述技术问题，本发明中的一种多队列缓存管理装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器；所述存储器存储有多队列缓存管理计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现如上所述方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明中的一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有多队列缓存管理计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时，以实现如上所述方法的步骤。
本发明有益效果如下：
本发明中方法、装置及存储介质通过确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量，确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子，并根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存，从而有效提高了队列调度过程中，队列缓存利用率。
附图说明
图1是本发明实施例中一种多队列缓存管理方法的流程图；
图2是本发明实施例中一种多队列缓存管理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种多队列缓存管理方法、装置及存储介质，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例一
本发明实施例提供一种多队列缓存管理方法，所述方法包括：
S101，确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量；
S102，确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子；
S103，根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。
本发明实施例中总缓存占用量表示多队列在当前时刻实际占用缓存空间的大小；进一步地，总缓存占用量为所有队列的实际缓存占用量之和。
本发明实施例通过确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量，确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子，并根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存，从而有效提高了队列调度过程中，队列缓存利用率。具体地，本发明实施例根据缓存实际占用大小来动态调整每个队列的最大缓存，从而对于不使能的队列或者不占用缓存的队列，无需预留实际缓存，可以将缓存空间分配给最需要的队列；并且根据当前整总缓存占用量的情况，动态调整放大因子，从而控制每个队列的最大缓存使用大小。
在上述实施例的基础上，进一步提出上述实施例的变型。
在本发明实施例中，本发明实施例可以应用于PTN(Packet Transport Network，分组传送网)网络的HQOS业务中。
也就是说，在具体实现时，可以为每个层次化业务的队列设定最小缓存门限Qth，最小缓存门限实际并不占用物理缓存。一般地，在队列数为X时，可以将Qth设置为N/X。即，确定所述多队列的队列数量X；
根据所述缓存空间的大小N和所述队列数量X，预设所述最小缓存门限。
在本发明实施例中，可选地，所述确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子之前，包括：
对所述缓存空间划分n个阈值空间门限；
对每个阈值空间门限设置对应的缓存放大因子；其中n为不小于2的整数。
也就是说，将缓存空间的总体缓存大小N分为若干阈值空间Nth，阈值空间并不需要实际占用缓存。
其中，若各个阈值空间门限的大小关系从大到小，则各个阈值空间门限对应的缓存放大因子的大小关系为从小到大。也就是说，所述阈值空间门限越大，对应的缓存放大因子越小。
具体说，一般情况下，当总缓存占用量越少时，缓存放大因子越大；总缓存占用量越大时，缓存放大因子越小，即Y(n-1)>Y(n)。
特别地，当总缓存占用量小于Nthn时，每个队列缓存能实际占用的队列缓存大小为Qth*Yn。
在本发明实施例中，可选地，所述对每个阈值空间门限设置对应的缓存放大因子，包括：
针对每个阈值空间门限：确定该阈值空间门限与所述缓存空间的比例关系；
根据所述比例关系和预设的最小缓存放大因子，确定该阈值空间门限对应的缓存放大因子。
例如比例关系为1/2时，该该阈值空间门限对应的缓存放大因子可以为2倍的最小缓存放大因子。
在本发明实施例中，具体地，所述确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子，包括：
确定与所述总缓存占用量对应的阈值空间门限；
根据确定的阈值空间门限，确定对应的缓存放大因子。
在本发明实施例中，具体地，当所述总缓存占用量与所述缓存空间的大小相等时，所述总缓存占用量对应最小缓存放大因子。
其中，所述最小缓存放大因子为1。
在本发明实施例中，可选地，所述根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存之后，包括：
针对每个队列：确定该队列的实际占用缓存量；
当所述实际占用缓存量达到所述最大缓存，并且达到预设的时间时，将该队列的最大缓存设置为所述最小缓存门限。
其中，所述将该队列的最大缓存设置为所述最小缓存门限之后，包括：
当所述实际占用缓存量不足所述最小缓存门限时，根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。
例如，当总缓存占用量由Nth(n-1)增长到Nthn时，每个队列的缓存最大占用由Qth*Y(n-1)变为Qth*Y(n)。
当总缓存占用量由Nth(n)减少到Nth(n-1)时，每个队列的缓存最大占用由Qth*Y(n)变为Qth*Y(n-1)。
一般地，当总缓存占用量与缓存空间的大小N相等时，放大因子Y(n)为1。这样就能保证每个队列能得到最小的缓存空间Qth。
一般地，如果出现队列缓存占用量超过一定的时期都处于最大占用量的情况下，也就是说，该队列出现拥塞，则将该队列的最大缓存配置为初始的最小值N/X，以确保该拥塞流队列不额外占用系统缓存资源。当该队列缓存门限处于最小值N/X，且队列缓存实际占用量不足N/X时，将队列门限重新调整为(N/X)*Y(n)，从而提高系统容忍突发性能。
本发明实施例还可以对拥塞流长期占用缓存资源的情况进行了动态调整，能较好的适应PTN网络业务突发情况，提高缓存利用率，进而提高PTN设备的整体性能。
以下以PTN网络中，HQOS业务队列为例，详细说明本发明实施例。具体流程包括：
步骤1，假设在业务的入队方向，缓存空间的缓存总大小为1GB，可用的队列数量为1K个，平均分配后，每队列可分配1M缓存(即最小缓存门限)。缓存空间1G分为4个等级，总缓存占用量和对应的放大因子关系如下表1：
表1
总缓存占用量M 放大因子Y 每队列最大缓存Q
M<＝256MB 16 1M*16＝16M
256M<M<＝512M 8 1M*8＝8M
512M<M<＝900M 4 1M*4＝4M
900M<M<＝1000M 1 1M*1＝1M
步骤2，在队列总缓存占用量M小于256M(阈值空间门限1)的情况下，将每队列的缓存放大因子扩大为最小缓存门限的16倍，即每队列可以支持16M的缓存大小，并且无业务报文进入的队列不占用缓存。此时队列能容忍网络突发的能力增强。
步骤3，在队列总缓存占用量M大于256M且小于512M(阈值空间门限2)的情况下，将每队列的缓存放大因子扩大的倍数为最小缓存门限的8倍，即每队列可以支持8M缓存空间大小。
如果在这种情况下有部分业务流产生了拥塞，相关队列长期占用到8M缓存，则动态将相关队列的门限调整为原始最小值1M，如果被修改为1M的缓存拥塞解除，则将解除拥塞的队列门限重新还原为1M*8＝8M，以提高突发容忍能力。如果此时队列拥塞程度降低，队列总缓存降到256M以下，此时会控制每队列缓存丢弃门限扩大的倍数为初始值(即最小缓存门限)的16倍。
步骤4，如果拥塞队列继续增加，队列缓存占用持续增长，队列总缓存占用量大于512M且小于900M(阈值空间门限3)时，将每队列的缓存放大因子扩大的倍数为初始值的4倍，即每队列可以支持4M缓存空间大小。如果此时队列拥塞程度降低，队列总缓存降到512M以下，且大于256M，此时拥塞控制模块会控制每队列缓存丢弃门限扩大的倍数为初始值的8倍。
步骤5，如果拥塞队列继续增加，队列缓存占用持续增长，队列总缓存占用量大于900M(阈值空间门限4)时，将每队列缓存丢弃门限扩大的倍数为初始值的1倍，即每队列可以支持1M缓存空间大小。如果此时队列拥塞程度降低，队列总缓存降到900M以下，且大于512M，此时拥塞控制模块会控制每队列缓存丢弃门限扩大的倍数为初始值的4倍。
本发明实施例通过优化PTN网络HQOS层次化队列缓存的分配方式，对整体缓存的实时监控并动态调整，确保有效的缓存资源分配给需要使用的队列，从而提高系统缓存的资源利用率，提高PTN网络容纳突发的能力，进而提高系统的性能。
实施例二
本发明实施例提供一种多队列缓存管理装置，所述装置包括存储器20和处理器22；所述存储器20存储有多队列缓存管理计算机程序，所述处理器22执行所述计算机程序，以实现如实施例一中任意一项所述方法的步骤。
本发明实施例通过确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量，确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子，并根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存，从而有效提高了队列调度过程中，队列缓存利用率。具体地，本发明实施例根据缓存实际占用大小来动态调整每个队列的最大缓存，从而对于不使能的队列或者不占用缓存的队列，无需预留实际缓存，可以将缓存空间分配给最需要的队列；并且根据当前整总缓存占用量的情况，动态调整放大因子，从而控制每个队列的最大缓存使用大小。
详细说，以实现如下步骤：
确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量；
确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子；
根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。
可选地，所述确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子之前，包括：
对所述缓存空间划分n个阈值空间门限；
对每个阈值空间门限设置对应的缓存放大因子；其中n为不小于2的整数。
可选地，若各个阈值空间门限的大小关系从大到小，则各个阈值空间门限对应的缓存放大因子的大小关系为从小到大。。
可选地，所述确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子，包括：
确定与所述总缓存占用量对应的阈值空间门限；
根据确定的阈值空间门限，确定对应的缓存放大因子。
可选地，当所述总缓存占用量与所述缓存空间的大小相等时，所述总缓存占用量对应最小缓存放大因子。
可选地，所述根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存之后，包括：
针对每个队列：确定该队列的实际占用缓存量；
当所述实际占用缓存量达到所述最大缓存，并且达到预设的时间时，将该队列的最大缓存设置为所述最小缓存门限。
具体地，所述将该队列的最大缓存设置为所述最小缓存门限之后，包括：
当所述实际占用缓存量不足所述最小缓存门限时，根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。
可选地，所述根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存之前，包括：
确定所述多队列的队列数量；
根据所述缓存空间的大小和所述队列数量，预设所述最小缓存门限。
实施例三
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有多队列缓存管理计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时，以实现如实施例一中任意一项所述方法的步骤。
本发明实施例中计算机可读存储介质可以是RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其他形式的存储介质。可以将一种存储介质藕接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多队列缓存管理方法，其特征在于，所述方法包括：
确定所述多队列当前占用缓存空间的总缓存占用量；
确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子；
根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子之前，包括：
对所述缓存空间划分n个阈值空间门限；
对每个阈值空间门限设置对应的缓存放大因子；其中n为不小于2的整数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，若各个阈值空间门限的大小关系从大到小，则各个阈值空间门限对应的缓存放大因子的大小关系为从小到大。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定与所述总缓存占用量对应的缓存放大因子，包括：
确定与所述总缓存占用量对应的阈值空间门限；
根据确定的阈值空间门限，确定对应的缓存放大因子。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述总缓存占用量与所述缓存空间的大小相等时，所述总缓存占用量对应最小缓存放大因子。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存之后，包括：
针对每个队列：确定该队列的实际占用缓存量；
当所述实际占用缓存量达到所述最大缓存，并且达到预设的时间时，将该队列的最大缓存设置为所述最小缓存门限。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将该队列的最大缓存设置为所述最小缓存门限之后，包括：
当所述实际占用缓存量不足所述最小缓存门限时，根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述缓存放大因子和每个队列的预设最小缓存门限，调整每个队列的最大缓存之前，包括：
确定所述多队列的队列数量；
根据所述缓存空间的大小和所述队列数量，预设所述最小缓存门限。
9.一种多队列缓存管理装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器；所述存储器存储有多队列缓存管理计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现如权利要求1-8中任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有多队列缓存管理计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时，以实现如权利要求1-8中任意一项所述方法的步骤。
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