CN110445729B - 一种队列调度方法、装置、设备及储存介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种队列调度方法、装置、设备及储存介质，该方法包括：调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；若主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，挂接到主链表的尾部；若主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录主链表的首个队列的令牌值赤字数，并挂接到备用链表的尾部；当主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据备用链表的队列的令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；根据令牌值配额和令牌值赤字数，为备用链表的队列重新配置令牌值，将主链表和备用链表身份对换。实现链表上的队列都能被调度，且调度带宽符合权重比例，充分利用带宽和计算资源。

Description

一种队列调度方法、装置、设备及储存介质

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种队列调度方法、装置、设备及储存介质。

背景技术

DWRR(Deficit Weighted Round Robin，差值加权轮询)调度是一种重要的队列调度技术。

现有技术中，大规模DWRR调度时多采用链表的方式，当链表首指针对应的队列的令牌值小于需要调度的包长时，则把首指针从链表上移除，令牌桶加上设定的额度(quantum)值后挂接到链表尾部。

但这种方式存在以下问题，首指针队列的令牌值需要和队列首包包长进行比较，并且在链表首指针对应的队列的令牌值不小于需要调度的包长时，调度才是有效的，也就是说首指针的调度并不一定有效。因此，会占用调度时隙，导致调度时隙被浪费，严重情况下可能导致带宽不足。

发明内容

本发明实施例提供一种队列调度方法、装置、设备及储存介质，以实现充分利用带宽和计算资源。

第一方面，本发明实施例提供了一种队列调度方法，包括：

调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；其中，所述主链表上挂接令牌值为非负的队列；

若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将所述主链表的首个队列挂接到所述主链表的尾部；

若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录所述主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将所述主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

当所述主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据所述备用链表的队列的所述令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；

根据所述令牌值配额和所述令牌值赤字数，为所述备用链表的队列重新配置令牌值，将所述主链表和所述备用链表身份对换。

第二方面，本发明实施例还提供了一种队列调度装置，该装置包括：

令牌值扣减模块，用于调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；其中，所述主链表上挂接令牌值为非负的队列；

首个队列主链表尾部挂接模块，用于若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将所述主链表的首个队列挂接到所述主链表的尾部；

首个队列备用链表尾部挂接模块，用于若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录所述主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将所述主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

令牌值配额确定模块，用于当所述主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据所述备用链表的队列的所述令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；

令牌值重新配置模块，用于根据所述令牌值配额和所述令牌值赤字数，为所述备用链表的队列重新配置令牌值，将所述主链表和所述备用链表身份对换。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的队列调度方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例所提供的队列调度方法。

本发明实施例通过根据队列令牌值赤字数和队列权重比例为队列配置令牌值，确保链表上的队列能够被调度，解决浪费调度时隙引起的带宽不足的问题，实现链表上的队列都能被调度，且调度带宽符合权重比例，充分利用带宽和计算资源效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种队列调度方法的流程图；

图2A是本发明实施例二中的一种队列调度方法的流程图；

图2B是本发明实施例二中的队列调度程序框图；

图3是本发明实施例三中的一种队列调度装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四中的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种队列调度方法的流程图，本实施例可适用于大规模DWRR调度队列的情况，该方法可以由队列调度装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，该方法具体包括如下步骤：

步骤110、调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；

其中，本实施例中的队列调度方法，采用两个循环链表的方式实现大规模队列调度，理论上队列规模不受限制。主链表上挂接令牌值为非负的队列，备用链表上挂接令牌值为负的队列。在本轮调度之前，队列在之前可能已经调度过包，那么，令牌值会扣减相应包长，之后重新为令牌桶进行配额，确定队列的令牌值。那么，将令牌值为非负，即令牌桶没有出现赤字的队列挂接在主链表上；将令牌值为负，即令牌桶出现赤字的队列挂接在备用链表上。在队列生成后首次挂接链表时，将非空队列挂接在主链表上，并且，非空队列配置有预设令牌值。

步骤120、若主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将主链表的首个队列挂接到主链表的尾部；

其中，如果主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，并且队列为非空时，那么将其挂接到主链表的尾部，让其后面的队列成为主链表的首个队列，这样可以让链表上的队列都进行调度包的操作。

步骤130、若主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

其中，如果主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，并且队列为非空时，那么将其挂接到备用链表的尾部，等待之后重新配置令牌值。记录令牌值赤字数，作为之后队列配置令牌值的依据，而同一队列只记录一个最大的令牌值赤字数。在调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长之后，判断主链表的首个队列是否为空；若主链表的首个队列非空，则执行将主链表的首个队列挂接到对应链表的尾部；若主链表的首个队列为空，则不执行将主链表的首个队列挂接到对应链表的尾部。当这个队列由空转变为非空时，再将其挂接到主链表的尾部。

步骤140、当主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据备用链表的队列的令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；

其中，主链表上的队列在执行过调度包的操作之后，出现令牌桶赤字的队列都挂接到备用链表上，未出现令牌桶赤字的队列挂接到主链表尾部，等待再次调度包。主链表中的队列在经过若干次调度包之后，至少部分队列将会出现令牌桶赤字，而挂接到备用链表上。当主链表上的队列调度包的能力不足时，就需要为队列重新配置令牌值，以适应调度需求。那么，可以预先设置预设令牌配额条件，在达到预设令牌配额条件时，为队列重新配置令牌值。例如，当主链表上没有队列，即主链表为空时，认为达到预设令牌配额条件。在主链表的首个队列因为调度包而出现令牌桶赤字时，记录了该队列的令牌值赤字数，该令牌值赤字数越大，意味需要为其配置更高的令牌值，再结合队列预设权重值，确定该队列的令牌值配额。

步骤150、根据令牌值配额和令牌值赤字数，为备用链表的队列重新配置令牌值，将主链表和备用链表身份对换。

其中，确定队列的令牌值配额之后，为令牌桶赤字的队列重新配置令牌值，然后将主链表和备用链表的身份对换，也就是将原来的主链表变更为备用链表，将原来的备用链表变更为主链表。此时的主链表上挂接有重新配置令牌值的队列，以便执行后续的调度包的操作。如此一来，可以循环执行步骤110-步骤150，实现链表上的队列都能被调度。

本实施例的技术方案，通过根据队列令牌值赤字数和队列权重比例为队列配置令牌值，确保链表上的队列能够被调度，解决浪费调度时隙引起的带宽不足的问题，实现链表上的队列都能被调度，且调度带宽符合权重比例，充分利用带宽和计算资源效果。

实施例二

图2A为本发明实施例二提供的一种队列调度方法的流程图，本实施例在上述技术方案的基础上进一步细化，具备包括：

步骤210、调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；

步骤220、若主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将主链表的首个队列挂接到主链表的尾部；

步骤230、若主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

步骤240、若主链表为空，将备用链表的队列的最大令牌值赤字数与队列预设权重值相乘，得到令牌值配额。

其中，在确定令牌值配额前，先判断主链表是否为空，若主链表为空，认为达到预设令牌配额条件。对于同一队列只记录一个最大的令牌值赤字数。将队列的最大令牌值赤字数与队列预设权重值相乘，得到令牌值配额，可以让队列调度带宽符合权重比例。

步骤250、将令牌值配额和令牌值赤字数相加，得到新的令牌值；

步骤260、将新的令牌值写入队列令牌桶。

其中，将令牌值配额和令牌值赤字数相加得到新的令牌值，用新的令牌值代替令牌桶原有的令牌值。

步骤270、将主链表和备用链表身份对换。

其中，在主链表为空时，所有队列都挂接到备用链表上，在为备用链表上的队列重新配置令牌值后，将备用链表转换为主链表，将主链表转换为备用链表。此时，对换身份后的主链表上挂接的是令牌值为非负的队列，这些队列具备调度包的能力。

示例的，如图2B所示，当队列非空时，队列需要根据当前队列的DWRR令牌桶赤字状态进行链表挂接。如果当前队列的DWRR令牌桶为非赤字状态，则可以直接挂接到主链表尾指针上，否则挂接到备用链表尾指针上。

挂接到主链表上的队列认为都可以参与调度，首指针队列无需比较令牌值和队列首包包长，而是直接进行调度。在调度完当前包后，判断当前DWRR令牌值扣减掉包长后是否仍然为非负值，如果非负并且当前队列仍然非空时，当前队列需要再次挂接到主链表尾指针上；如果令牌桶为负并且当前队列仍然非空时，当前队列需要挂接到备用链表尾指针上；如果队列为空，则当前队列不再挂链。

如果队列令牌值在调度完一个包之后被减成负值，则需要记录当前的最大负值到max_deficit中。同一队列只记录一个最大的负值。

当主链表为空时，备用链表中的队列的令牌桶全部为赤字状态。用上一轮记录的最大赤字作为quantum，与队列配置的权重值进行相乘，乘积结果与令牌桶中的令牌值相加作为新的令牌值，在经过重新配置令牌值之后，备用链表上的队列的令牌值为非负，把备用链表转换为主链表，同时把主链表转换为备用链表，此时可以继续通过主链表上的队列进行调度包。

本实施例的技术方案，在主链表为空后，重新配置备用链表上队列的令牌值，将原来的备用链表转换为主链表，可以保证挂接在身份对换后的主链表上的队列都能够得到调度，从而使得调度带宽没有浪费，最大程度保证当前大容量、高性能网络设备的拥塞控制要求。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种队列调度装置的结构示意图，如图3所示，该装置包括：

令牌值扣减模块310，用于调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；其中，主链表上挂接令牌值为非负的队列；

首个队列主链表尾部挂接模块320，用于若主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将主链表的首个队列挂接到主链表的尾部；

首个队列备用链表尾部挂接模块330，用于若主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

令牌值配额确定模块340，用于当主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据备用链表的队列的令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；

令牌值重新配置模块350，用于根据令牌值配额和令牌值赤字数，为备用链表的队列重新配置令牌值，将主链表和备用链表身份对换。

本实施例的技术方案，通过根据队列令牌值赤字数和队列权重比例为队列配置令牌值，确保链表上的队列能够被调度，解决浪费调度时隙引起的带宽不足的问题，实现链表上的队列都能被调度，且调度带宽符合权重比例，充分利用带宽和计算资源效果。

可选的，令牌值配额确定模块340具体用于：

判断主链表是否为空；

若主链表为空，将备用链表的队列的最大令牌值赤字数与队列预设权重值相乘，得到令牌值配额。

可选的，令牌值重新配置模块350，具体用于：

将所述令牌值配额和所述令牌值赤字数相加，得到新的令牌值；

将所述新的令牌值写入队列令牌桶。

可选的，队列调度装置，还包括：

非空队列挂接模块，用于在所述调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长之前，将非空队列挂接在所述主链表上，其中，所述非空队列配置有预设令牌值。

可选的，队列调度装置，还包括：

队列为空判断模块，用于在所述调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长之后，判断所述主链表的首个队列是否为空；

非空队列挂接模块，用于若所述主链表的首个队列非空，则执行将所述主链表的首个队列挂接到对应链表的尾部；

空队列挂接模块，用于若所述主链表的首个队列为空，则不执行将所述主链表的首个队列挂接到对应链表的尾部。

本发明实施例所提供的队列调度装置可执行本发明任意实施例所提供的队列调度方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440；设备中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；设备中的处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的队列调度方法对应的程序指令/模块(例如，队列调度装置中的令牌值扣减模块310、首个队列主链表尾部挂接模块320、首个队列备用链表尾部挂接模块330、令牌值配额确定模块340和令牌值重新配置模块350)。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的队列调度方法。

存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置430可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种队列调度方法，该方法包括：

调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；其中，所述主链表上挂接令牌值为非负的队列；

若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将所述主链表的首个队列挂接到所述主链表的尾部；

若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录所述主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将所述主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

当所述主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据所述备用链表的队列的所述令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；

根据所述令牌值配额和所述令牌值赤字数，为所述备用链表的队列重新配置令牌值，将所述主链表和所述备用链表身份对换。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的队列调度方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，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)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述队列调度装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种队列调度方法，其特征在于，包括：

调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；其中，所述主链表上挂接令牌值为非负的队列；

若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将所述主链表的首个队列挂接到所述主链表的尾部；

若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录所述主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将所述主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

当所述主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据所述备用链表的队列的所述令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；

根据所述令牌值配额和所述令牌值赤字数，为所述备用链表的队列重新配置令牌值，将所述主链表和所述备用链表身份对换；

所述根据所述备用链表的队列的所述令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额，包括：

判断主链表是否为空；若主链表为空，将所述备用链表的队列的最大令牌值赤字数与所述队列预设权重值相乘，得到所述令牌值配额。

2.根据权利要求1所述的队列调度方法，其特征在于，所述根据所述令牌值配额和所述令牌值赤字数，为所述备用链表的队列重新配置令牌值，包括：

将所述令牌值配额和所述令牌值赤字数相加，得到新的令牌值；

将所述新的令牌值写入队列令牌桶。

3.根据权利要求1所述的队列调度方法，其特征在于，在所述调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长之前，还包括：

将非空队列挂接在所述主链表上，其中，所述非空队列配置有预设令牌值。

4.根据权利要求1所述的队列调度方法，其特征在于，在所述调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长之后，还包括：

判断所述主链表的首个队列是否为空；

若所述主链表的首个队列非空，则执行将所述主链表的首个队列挂接到对应链表的尾部；

若所述主链表的首个队列为空，则不执行将所述主链表的首个队列挂接到对应链表的尾部。

5.一种队列调度装置，其特征在于，包括：

令牌值扣减模块，用于调度主链表的首个队列执行对应包的发送，并将所述主链表的首个队列的令牌值扣减相应包长；其中，所述主链表上挂接令牌值为非负的队列；

首个队列主链表尾部挂接模块，用于若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为非负，将所述主链表的首个队列挂接到所述主链表的尾部；

首个队列备用链表尾部挂接模块，用于若所述主链表的首个队列的令牌值扣减后为负，记录所述主链表的首个队列的令牌值赤字数，并将所述主链表的首个队列挂接到备用链表的尾部；

令牌值配额确定模块，用于当所述主链表上的队列被调度情况符合预设令牌配额条件，根据所述备用链表的队列的所述令牌值赤字数和队列预设权重值，确定令牌值配额；

令牌值重新配置模块，用于根据所述令牌值配额和所述令牌值赤字数，为所述备用链表的队列重新配置令牌值，将所述主链表和所述备用链表身份对换；

令牌值配额确定模块具体用于：

判断主链表是否为空；若主链表为空，将所述备用链表的队列的最大令牌值赤字数与所述队列预设权重值相乘，得到所述令牌值配额。

6.根据权利要求5所述的队列调度装置，其特征在于，所述令牌值重新配置模块，具体用于：

将所述令牌值配额和所述令牌值赤字数相加，得到新的令牌值；

将所述新的令牌值写入队列令牌桶。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的队列调度方法。

8.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-4中任一所述的队列调度方法。

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