CN109547352A - 报文缓存队列的动态分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请供一种报文缓存队列的动态分配方法及装置，应用于交换设备中，所述方法包括：接收到待缓存报文后，确定所述待缓存报文的种类；根据种类与报文缓存队列的映射关系获取所述待缓存报文对应的第一报文缓存队列；确定所述第一报文缓存队列是否拥塞；若确定所述第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将所述待缓存报文添加到所述第二报文缓存队列中；若确定所述第一报文缓存队列未拥塞，则将所述待缓存报文添加到所述第一报文缓存队列。应用本申请的实施例，能够缓解同一报文缓存队列中不同种类报文的带宽竞争拥塞。

Description

报文缓存队列的动态分配方法和装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，特别设计一种报文缓存队列的动态分配方法和装置。

背景技术

网络中传输的报文可以分为协议报文和数据报文，协议报文可以是虚拟路由冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)报文、地址解析协议(AddressResolution Protocol，ARP)报文、动态主机配置协议(Dynamic Host ConfigurationProtocol，DHCP)报文、知名组播路由协议报文等。通常，交换设备会将接收到的协议报文和部分数据报文转发给中央处理器(Central Processing Unit，CPU)进行处理，转发给CPU处理的数据报文可以包括组播数据报文、固定端口号的传输控制协议(TransmissionControl Protocol，TCP)报文等。

交换设备接收到的报文可以转发给不同的报文缓存队列，CPU通过服务质量(Quality of Service，QoS)队列限速和调度算法进行优先级高低的转发，从而减轻了CPU负载，有效利用带宽，避免了协议报文对应的报文缓存队列拥塞造成的协议报文丢包、协议震荡等事件。如图1所示，交换设备接收到的报文根据不同的类型会分配到COS值分别0、1、2、3、4、5、6、7共8个报文缓存队列中。例如，VRRP报文、生成树协议(Spanning TreeProtocol，STP)报文等等高实时性的桥协议数据单元(Bridge Protocol Data Unit，BPDU)报文分配到报文缓存队列7中去，低优先级报文分配到报文缓存队列1中去，由于CPU会根据基于优先级或者权重比值的调度算法转发各个报文缓存队列中的报文，这样高优先级的报文缓存队列中的报文会优先得到更多的转发机会，从而达到控制报文缓存队列优先级的目的。

上述方法中，交换设备会按照图1所示的方式根据报文的类型为报文分配报文缓存队列，从图中可以看出，不同种类的报文可能会放入同一报文缓存队列中，这就仍然无法避免同一报文缓存队列中不同种类报文的带宽竞争拥塞。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种报文缓存队列的动态分配方法和装置，以解决同一报文缓存队列中不同种类报文的带宽竞争拥塞。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种报文缓存队列的动态分配方法，应用于交换设备，其特征在于，所述方法包括：

接收到待缓存报文后，确定所述待缓存报文的种类；

根据种类与报文缓存队列的映射关系获取所述待缓存报文对应的第一报文缓存队列；

确定所述第一报文缓存队列是否拥塞；

若确定所述第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将所述待缓存报文添加到所述第二报文缓存队列中；若确定所述第一报文缓存队列未拥塞，则将所述待缓存报文添加到所述第一报文缓存队列。

一种报文缓存队列的动态分配装置，应用于交换设备，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于接收到待缓存报文后，确定所述待缓存报文的种类；

获取模块，用于根据种类与报文缓存队列的映射关系获取所述待缓存报文对应的第一报文缓存队列；

第二确定模块，用于确定所述第一报文缓存队列是否拥塞；

添加模块，用于若确定所述第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将所述待缓存报文添加到所述第二报文缓存队列中；若确定所述第一报文缓存队列未拥塞，则将所述待缓存报文添加到所述第一报文缓存队列。

由以上本申请提供的技术方案可见，在确定待缓存报文的种类后，根据种类与报文缓存队列的映射关系获取待缓存报文对应的第一报文缓存队列，之后并不是直接将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中，而是确定第一报文缓存队列是否拥塞，若确定第一报文缓存队列未拥塞，则直接将待缓存报文添加到第一报文缓存队列即可；若确定第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到未拥塞的第二报文缓存队列中，从而实现为待缓存报文动态分配报文缓存队列，由于第一报文缓存队列已经发生了拥塞，如果仍然将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中，只能加重第一报文缓存队列的拥塞程度，造成丢包，此时可以从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到第二报文缓存队列中，既不会增加第一报文缓存队列的拥塞，又可以确保待缓存报文的正常转发。

附图说明

图1为本申请相关技术中一种报文缓存队列与报文类型的对应关系示意图；

图2本申请示出的一种报文缓存队列的动态分配方法的组网架构图；

图3为本申请示出的一种报文缓存队列的动态分配装置。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参见图1，图1为本申请示出的相关技术中一种报文缓存队列与报文类型的对应关系示意图。

交换设备根据报文的类型为报文分配报文缓存队列，从图中可以看出，不同种类的报文可能会放入同一报文缓存队列中，这就仍然无法避免同一报文缓存队列中不同种类报文的带宽竞争拥塞。对于同一个报文缓存队列，如果一种报文的数量过大，将会占用该报文缓存队列较多的缓存资源，如果此时达到报文缓存队列的限速阈值，将会引起该报文缓存队列拥塞、丢包，使得该报文缓存队列中其他种类报文被丢弃。例如，DHCP报文上送报文缓存队列3，而此时交换设备同时接收到大量的ARP报文也会送往报文缓存队列3，若ARP报文的数量比DHCP报文的数量多很多，此时就会使得DHCP报文因得不到缓存资源被阻塞丢弃，DHCP业务将无法正常运行。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种报文缓存队列的动态分配方法，动态为报文分配报文缓存队列，确保报文的正常转发。请参见图2，图2为本申请示出的相关技术中一种报文缓存队列的动态分配方法的流程图，应用于交换设备中。

S21：接收到待缓存报文后，确定待缓存报文的种类。

交换设备会不停地接收到报文，这些报文可以定义为待缓存报文，通常报文中会有种类标识，可以根据这些种类标识确定待缓存报文的种类，例如是ARP报文，还是VRRP报文，还是数据报文等等。

S22：根据种类与报文缓存队列的映射关系获取待缓存报文对应的第一报文缓存队列。

可以预先建立种类与报文缓存队列的映射关系，图1中示出的就是一种种类与报文缓存队列的映射关系，当然该映射关系可以根据实际需要进行设定，并不仅仅是图1示出的一种。

根据该映射关系可以获取待缓存报文对应的报文缓存队列，定义为第一报文缓存队列。

S23：确定第一报文缓存队列是否拥塞，若确定第一报文缓存队列拥塞，则执行S24；若确定第一报文缓存队列未拥塞，则执行S25。

第一报文缓存队列是否拥塞直接决定是否将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中。

S24：从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到未拥塞的第二报文缓存队列中。

若第一报文缓存队列拥塞，说明第一缓存队列中的报文有可能被丢包，此时可以另外选取未拥塞的第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到未拥塞的第二报文缓存队列中。

S25：将待缓存报文添加到第一报文缓存队列。

若第一报文缓存队列未拥塞，说明第一报文缓存队列中的报文不会被丢包，可以将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中。

由以上本申请提供的技术方案可见，在确定待缓存报文的种类后，根据种类与报文缓存队列的映射关系获取待缓存报文对应的第一报文缓存队列，之后并不是直接将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中，而是确定第一报文缓存队列是否拥塞，若确定第一报文缓存队列未拥塞，则直接将待缓存报文添加到第一报文缓存队列即可；若确定第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到第二报文缓存队列中，从而实现为待缓存报文动态分配报文缓存队列，由于第一报文缓存队列已经发生了拥塞，如果仍然将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中，只能加重第一报文缓存队列的拥塞程度，造成丢包，此时可以从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到第二报文缓存队列中，既不会增加第一报文缓存队列的拥塞，又可以确保待缓存报文的正常转发。

一种可选的实施方式，上述方法还包括：以设定周期检测交换设备上的报文缓存队列的长度。设定周期可以根据实际需要进行设定，例如可以设定为10秒、30秒等等。

具体的，上述S23中确定第一报文缓存队列是否拥塞，实现方式具体包括：

获取第一报文缓存队列的长度；

确定第一报文缓存队列的长度是否超过设定阈值；

若确定第一报文缓存队列的长度超过设定阈值，则确定第一报文缓存队列拥塞；若确定第一报文缓存队列的长度未超过设定阈值，则确定第一报文缓存队列未拥塞。

由于可以检测交换设备上各个报文缓存队列的长度，就可以根据第一报文缓存队列的长度与设定阈值的关系来确定第一报文缓存队列是否拥塞，若确定第一报文缓存队列的长度超过设定阈值，则确定第一报文缓存队列拥塞；若确定第一报文缓存队列的长度未超过设定阈值，则确定第一报文缓存队列未拥塞。其中，设定阈值可以根据实际需要进行设定。

具体的，上述S24中从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，具体包括：

获取优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列，得到候选报文缓存队列；

获取各个候选报文缓存队列的长度；

从各个候选报文缓存队列中选取长度最小且小于设定阈值的候选报文缓存队列，得到第二报文缓存队列。

在相关技术中已经介绍了报文缓存队列的优先级是不同的，为了确保待缓存报文的转发优先级，在选取第二报文缓存队列时，可以首先获取优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列，作为候选报文缓存队列；由于可以检测交换设备上各个报文缓存队列的长度，然后就可以获取各个候选报文缓存队列的长度；前面介绍了可以根据报文缓存队列的长度是否超过设定阈值来确定报文缓存队列是否拥塞，因此，可以从各个候选报文缓存队列中选取长度最小且小于设定阈值的候选报文缓存队列，得到第二报文缓存队列。这样就可以确保第二报文缓存队列可以正常转发待缓存报文，不会出现丢包等问题。

一种可选的实施方式，在上述S24中从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取第二报文缓存队列之后，还包括：

获取映射关系；

将映射关系中待缓存报文的种类对应的第一报文缓存队列更新为第二报文缓存队列。

为了便于后续能够快速地、准确地转发与待缓存报文的种类相同的报文，还可以更新映射关系，将映射关系中待缓存报文的种类对应的第一报文缓存队列更新为第二报文缓存队列。

请参见图3，图3为本申请示出的一种报文缓存队列的动态分配装置的结构示意图，应用于交换设备中，该装置包括：

第一确定模块31，用于接收到待缓存报文后，确定待缓存报文的种类；

获取模块32，用于根据种类与报文缓存队列的映射关系获取待缓存报文对应的第一报文缓存队列；

第二确定模块33，用于确定第一报文缓存队列是否拥塞；

添加模块34，用于若确定第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到第二报文缓存队列中；若确定第一报文缓存队列未拥塞，则将待缓存报文添加到第一报文缓存队列。

由以上本申请提供的技术方案可见，在确定待缓存报文的种类后，根据种类与报文缓存队列的映射关系获取待缓存报文对应的第一报文缓存队列，之后并不是直接将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中，而是确定第一报文缓存队列是否拥塞，若确定第一报文缓存队列未拥塞，则直接将待缓存报文添加到第一报文缓存队列即可；若确定第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到第二报文缓存队列中，从而实现为待缓存报文动态分配报文缓存队列，由于第一报文缓存队列已经发生了拥塞，如果仍然将待缓存报文添加到第一报文缓存队列中，只能加重第一报文缓存队列的拥塞程度，造成丢包，此时可以从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将待缓存报文添加到第二报文缓存队列中，既不会增加第一报文缓存队列的拥塞，又可以确保待缓存报文的正常转发。

可选的，上述装置还包括：

检测模块，用于以设定周期检测交换设备上的报文缓存队列的长度。

具体的，第二确定模块33，具体用于：

获取第一报文缓存队列的长度；

确定第一报文缓存队列的长度是否超过设定阈值；

若确定第一报文缓存队列的长度超过设定阈值，则确定第一报文缓存队列拥塞；若确定第一报文缓存队列的长度未超过设定阈值，则确定第一报文缓存队列未拥塞。

具体的，添加模块34，用于从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，具体用于：

获取优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列，得到候选报文缓存队列；

获取各个候选报文缓存队列的长度；

从各个候选报文缓存队列中选取长度最小且小于设定阈值的候选报文缓存队列，得到第二报文缓存队列。

可选的，添加模块34，还用于：

从优先级高于第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取第二报文缓存队列之后，获取映射关系；

将映射关系中待缓存报文的种类对应的第一报文缓存队列更新为第二报文缓存队列。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

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

Claims (10)

1.一种报文缓存队列的动态分配方法，应用于交换设备，其特征在于，所述方法包括：

接收到待缓存报文后，确定所述待缓存报文的种类；

根据种类与报文缓存队列的映射关系获取所述待缓存报文对应的第一报文缓存队列；

确定所述第一报文缓存队列是否拥塞；

若确定所述第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将所述待缓存报文添加到所述第二报文缓存队列中；若确定所述第一报文缓存队列未拥塞，则将所述待缓存报文添加到所述第一报文缓存队列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

以设定周期检测所述交换设备上的报文缓存队列的长度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述第一报文缓存队列是否拥塞，具体包括：

获取所述第一报文缓存队列的长度；

确定所述第一报文缓存队列的长度是否超过设定阈值；

若确定所述第一报文缓存队列的长度超过所述设定阈值，则确定所述第一报文缓存队列拥塞；若确定所述第一报文缓存队列的长度未超过所述设定阈值，则确定所述第一报文缓存队列未拥塞。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，具体包括：

获取优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列，得到候选报文缓存队列；

获取各个候选报文缓存队列的长度；

从各个候选报文缓存队列中选取长度最小且小于设定阈值的候选报文缓存队列，得到第二报文缓存队列。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取第二报文缓存队列之后，还包括：

获取所述映射关系；

将所述映射关系中所述待缓存报文的种类对应的所述第一报文缓存队列更新为所述第二报文缓存队列。

6.一种报文缓存队列的动态分配装置，应用于交换设备，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于接收到待缓存报文后，确定所述待缓存报文的种类；

获取模块，用于根据种类与报文缓存队列的映射关系获取所述待缓存报文对应的第一报文缓存队列；

第二确定模块，用于确定所述第一报文缓存队列是否拥塞；

添加模块，用于若确定所述第一报文缓存队列拥塞，则从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，将所述待缓存报文添加到所述第二报文缓存队列中；若确定所述第一报文缓存队列未拥塞，则将所述待缓存报文添加到所述第一报文缓存队列。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

检测模块，用于以设定周期检测所述交换设备上的报文缓存队列的长度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，具体用于：

获取所述第一报文缓存队列的长度；

确定所述第一报文缓存队列的长度是否超过设定阈值；

若确定所述第一报文缓存队列的长度超过所述设定阈值，则确定所述第一报文缓存队列拥塞；若确定所述第一报文缓存队列的长度未超过所述设定阈值，则确定所述第一报文缓存队列未拥塞。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述添加模块，用于从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取未拥塞的第二报文缓存队列，具体用于：

获取优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列，得到候选报文缓存队列；

获取各个候选报文缓存队列的长度；

从各个候选报文缓存队列中选取长度最小且小于设定阈值的候选报文缓存队列，得到第二报文缓存队列。

10.根据权利要求6-9任一所述的装置，其特征在于，所述添加模块，还用于：

从优先级高于所述第一报文缓存队列的报文缓存队列中选取第二报文缓存队列之后，获取所述映射关系；

将所述映射关系中所述待缓存报文的种类对应的所述第一报文缓存队列更新为所述第二报文缓存队列。