CN113746854B

CN113746854B - QoS管理方法、报文传输方法及报文传输装置

Info

Publication number: CN113746854B
Application number: CN202111054261.8A
Authority: CN
Inventors: 徐子轩; 夏杰
Original assignee: Suzhou Centec Communications Co Ltd
Current assignee: Suzhou Centec Communications Co Ltd
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2041-09-09
Also published as: CN113746854A

Abstract

本申请提供了一种QoS管理方法、报文传输方法及报文传输装置，QoS管理方法应用于报文传输，包括：授权步骤：QoS模块向流量仲裁模块发送表征授权流量状态的授权信息；流量补偿信息获取步骤：基于所述授权信息，生成表征报文长度变化的流量补偿信息；以及流量补偿步骤：将所述流量补偿信息发送至所述QoS模块。提出的适用于集中式QoS流量标记的QoS管理方法及报文传输方法。在不改变集中式QoS架构的基础上，在流量仲裁模块中设置不同属性的授权桶，用来标记流量，并将报文经编辑模块后的长度变化差值补偿回QoS模块，提高流量管理的精度和准确性。

Description

QoS管理方法、报文传输方法及报文传输装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种QoS管理方法、报文传输方法及报文传输装置。

背景技术

在高密度网络芯片中，为了能够为指定的网络通信或者特定业务提供更好的服务，需要引入QoS机制。QoS技术主要用来解决网络延时、阻塞、带宽限制等问题。其中，集中式QoS架构具有可扩展性好，设计复杂度低等优点。

典型的QoS实现架构是集中式架构，在该架构中，QoS模块需要向不同流量仲裁模块分发授权，以达到QoS管理的目的。具体的，当报文经过流量仲裁模块时，将监控其队列编号对应的授权字节数，如果小于某个阈值，则向QoS模块发起授权申请。

QoS模块经过一系列调度策略之后，向该队列下发调度授权，并监控队列编号对应的授权字节数，如果大于某个阈值，则终止向QoS模块发起授权申请。

报文从队列中等待调度时，仅根据当前队列是否有授权，无法感知其在QoS模块中的流量属性(节点编号，CIR还是PIR等)。报文经过编辑后，长度可能发生变化，由于缺少流量属性信息，无法精确补偿”流量整形”等QoS功能。例如，QoS模块向流量仲裁模块下发的某队列带宽为10Gbps，大量报文经流量仲裁模块后，受限于该队列的授权带宽，仅能产生10Gbps的流量给报文编辑模块。如果所有的报文都发生了编辑行为，且报文长度缩短为原先的一半。此时，从端口上看到的流量带宽仅为5Gbps，不符合期望。

因此，有必要对现有QoS管理方法及报文传输方法加以改进。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述技术问题，本申请提供了一种QoS管理方法，应用于报文传输，包括：授权步骤：QoS模块向流量仲裁模块发送表征授权流量状态的授权信息；流量补偿信息获取步骤：基于所述授权信息，生成表征报文长度变化的流量补偿信息；以及流量补偿步骤：将所述流量补偿信息发送至所述QoS模块。

可选地，在所述授权步骤中，所述授权信息包括：授权有效标志位、队列编号及各节点的状态标志位。

可选地，在所述流量补偿信息获取步骤中，所述流量补偿信息包括：队列编号、各节点的状态标志位及报文长度变化差值。

可选地，所述流量仲裁模块中存储有记录各节点的授权字节数和相应的授权状态的表项，所述流量补偿信息获取步骤还包括：加授权步骤：响应于所述QoS模块的授权，所述流量仲裁模块基于所述授权信息更新各节点的授权字节数。

可选地，所述加授权步骤之后，还包括步骤：减授权步骤：所述流量仲裁模块响应于报文的出队请求，基于所述报文的长度更新各节点的授权字节数，并将队列编号、各节点的状态标志位发送给报文编辑模块。

可选地，所述减授权步骤之后，还包括步骤：报文编辑步骤：所述报文编辑模块对报文进行编辑，并将队列编号、各节点的状态标志位及报文长度变化差值发送至所述QoS模块。

可选地，所述QoS模块中存储有记录各节点的流量补偿值的表项，所述流量补偿步骤还包括：将所述流量补偿信息更新至对应的记录各节点的流量补偿值的表项中。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种报文传输方法，应用上文所述的QoS管理方法传输报文。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种报文传输装置，包括：QoS模块，用于向流量仲裁模块下发授权，并能够在下发授权时发送表征授权流量状态的授权信息；流量仲裁模块，能够基于所述授权信息调度对应的队列中的报文；以及报文编辑模块，能够编辑所述报文，生成表征报文长度变化的流量补偿信息并发送至所述QoS模块。

可选地，所述QoS模块中存储有记录各节点的流量补偿值的表项，且被配置为，能够将所述流量补偿信息更新至对应的记录各节点的流量补偿值的表项中。

本申请提出的适用于集中式QoS流量标记的QoS管理方法及报文传输方法。在不改变集中式QoS架构的基础上，在流量仲裁模块中设置不同属性的授权桶，用来标记流量，并将报文经编辑模块后的长度变化差值补偿回QoS模块，提高流量管理的精度和准确性。

附图说明

图1为本申请的实施例中报文传输装置的结构示意图；

图2为图1中报文传输装置的流量仲裁模块的结构示意图；

图3为本申请的实施例中QoS管理方法的流程示意图。

具体实施方式

在下文，将参照附图详细描述示范性实施方式。然而，本申请不限于下面的实施方式，而是包括在本公开的技术范围内的各种改变、替代和变形。术语“第一”、“第二”等可以用于解释各种元件，元件的个数并不受这样的术语的限制。这些术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在一个实施方式中被称为第一元件的元件可以在另一实施方式中被称为第二元件。除非上下文有另外的要求，否则单数形式不排除复数形式。以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

本实施例提供了一种报文传输装置，如图1所示，包括：QoS模块1，用于向流量仲裁模块2下发授权，并能够在下发授权时发送表征授权流量状态的授权信息；流量仲裁模块2，能够基于授权信息调度对应的队列中的报文；以及报文编辑模块3，能够编辑报文，生成表征报文长度变化的流量补偿信息并发送至QoS模块1。

可选地，QoS模块1中存储有记录各节点的流量补偿值的表项，且被配置为，能够将流量补偿信息更新至对应的记录各节点的流量补偿值的表项中。

在QoS模块中，当向流量仲裁模块下发授权时，将根据系统配置的授权字节数或者其他策略，更新内部各节点的理论流量状态，并结合各节点不同属性的补偿值，最终得到各节点不同属性的真实流量状态。从而实现流量的精确补偿，提高QoS管理的准确性。

本实施例提供了一种QoS管理方法，应用于报文传输，如图2所示，包括：

授权步骤：QoS模块向流量仲裁模块2发送表征授权流量状态的授权信息；

流量补偿信息获取步骤：基于授权信息，生成表征报文长度变化的流量补偿信息；以及

流量补偿步骤：将流量补偿信息发送至QoS模块1。

QoS模块在下发授权时，能够将当前授权时内部的各节点状态发送给流量仲裁模块。例如，假设QoS模块中，每个端口只有“队列”、“组”两级节点(队列为最基本单元，多个队列可以属于同一个组)，其每个节点都有CIR(committed info rate，承诺信息速率)和PIR(peak info rate，峰值信息速率)两种状态。则下发授权时，授权步骤中所述的授权信息至少应包含：

{授权有效标志位，队列编号，队列CIR状态标志位，组CIR状态标志位}。

需要说明的是，下文中提及的各节点分别指各队列和组。

相对应地，流量仲裁模块中，必须要有对应表项记录各节点的授权字节数和相应的授权状态，如图3所示，流量仲裁模块中至少需要：

记录每个队列PIR的表项，以下称队列的P桶；

记录每个队列CIR的表项，以下称为队列的C桶；

记录每个组CIR的表项，以下称组的C桶。

当“授权有效标志位”为1时，表示QoS模块向流量授权模块下发了一次授权。此时需要根据队列编号，查找配置得到至少两个关键信息：授权字节数和组编号。

流量补偿信息获取步骤还包括：

加授权步骤：响应于QoS模块1的授权，流量仲裁模块2基于授权信息更新各节点的授权字节数。

可选地，加授权步骤具体可以为：读取队列编号对应的“队列的P桶”，加上授权字节数，并回写。完成“队列的P桶”加授权操作。如果回写的字节数为正，则将该队列的“队列P桶状态”写为1。

进一步地，如果“队列CIR状态标志位”为1，则读取队列编号对应的“队列的C桶”，加上授权字节数，并回写。完成“队列的C桶”加授权操作。如果回写的字节数为正，则将该队列的“队列C桶状态”写为1。

进一步地，如果“组CIR状态标志位”为1，则读取组编号对应的“组的C桶”，加上授权字节数，并回写。完成“组的C桶”加授权操作。如果回写的字节数为正，则将该组的“组C桶状态”写为1。

需要说明的是，基于不同的QoS策略，节点数、节点类型和CIR、PIR的设置会有很大区别，上文中示出的QoS管理方法仅为便于说明而给出的示例，并非对本实施例的限定。

可选地，流量补偿信息获取步骤中，流量补偿信息包括：队列编号、各节点的CIR状态标志位及报文长度变化差值。

下面对流量补偿信息的获取方法进行详细说明，当一个报文进入流量仲裁模2块发起调度请求时：

S1、读取该报文对应的队列的“队列P桶状态”。如果为1，则执行步骤S2，否则该报文暂时不可以出队，直到QoS模块下发该队列的授权后重新判断“队列P桶状态”。

S2、对该报文执行出队操作。读取该报文的长度，以及其对应的其他节点的C桶状态，用来标记当前报文的流量状态。

S3、读取队列编号对应的“队列的P桶”，减去报文长度，并回写。完成“队列的P桶”减授权操作。如果回写的字节数为负，则将该队列的“队列P桶状态”写为0。

S4、如果“队列CIR状态标志位”为1，则读取队列编号对应的“队列的C桶”，减去报文长度，并回写。完成“队列的C桶”减授权操作。如果回写的字节数为负，则将该队列的“队列C桶状态”写为0。

S5、如果“组CIR状态标志位”为1，则读取组编号对应的“组的C桶”，减去报文长度，并回写。完成“组的C桶”减授权操作。如果回写的字节数为负，则将该组的“组C桶状态”写为0。

S6，将生成的“流量标记信息”发送给报文编辑模块。该信息至少包括：

{队列编号、各节点的CIR状态标志位}

需要注意的是，“队列CIR状态标志位”和“组CIR状态标志位”是指自对应的授权桶(队列的C桶及组的C桶)读取的值。

可选地，报文经过报文编辑模块后，得到报文长度变化的差值。注意，当报文经编辑后变长时，该差值为正数；当报文经编辑后变短时，该差值为负数。结合“流量标记信息”，产生“流量补偿信息”发送给QoS管理模块：

{“报文长度变化差值”，“流量标记信息”}。

需要说明的是，上文中示出的S3至S5，也可以统称为减授权步骤，减授权步骤具体为：流量仲裁模块2响应于报文的出队请求，基于报文的长度更新各节点的授权字节数，并将队列编号、各节点的CIR状态标志位发送给报文编辑模块3。

可选地，流量补偿信息获取步骤还包括：报文编辑步骤，报文编辑模块3对报文进行编辑，并将队列编号、各节点的CIR状态标志位及报文长度变化差值发送至QoS模块1。

可选地，QoS模块1中存储有记录各节点的流量补偿值的表项，所述流量补偿步骤还包括：将流量补偿信息更新至对应的记录各节点的流量补偿值的表项中。

具体地，在QoS模块1中，当收到流量补偿信息时，将对内部各节点和PIR、CIR流量补偿值进行更新，并执行：

S01、设置“队列补偿P桶”，“队列补偿C桶”和“组补偿C桶”表项，当收到“流量补偿信息”时，执行步骤S02；

S02、使用“流量标记信息”中的队列编号读出“队列补偿P桶”，如果“流量补偿信息”中的“报文长度变化差值”为正数，则加上“报文长度变化差值”并回写，如果“报文长度变化差值”为负数，则减去“报文长度变化差值”并回写，执行步骤22；

S03、如果“流量标记信息”中的“队列CIR状态标志位”为1，则使用“流量标记信息”中的队列编号读出“队列补偿C桶”。如果“流量补偿信息”中的“报文长度变化差值”为正数，则加上“报文长度变化差值”并回写，如果“报文长度变化差值”为负数，则减去“报文长度变化差值”并回写，执行步骤S04；

S04、如果“流量标记信息”中的“组CIR状态标志位”为1，则使用“流量标记信息”中的队列编号根据系统配置找到其对应的组编号，并使用组编号读出“组补偿C桶”。如果“流量补偿信息”中的“报文长度变化差值”为正数，则加上“报文长度变化差值”并回写，如果“报文长度变化差值”为负数，则减去“报文长度变化差值”并回写，执行步骤S05。

S05、结束补偿值的更新。

可选地，一种报文传输方法，其特征在于，应用上文所述QoS管理方法传输报文。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种QoS管理方法，应用于报文传输，其特征在于，包括：

授权步骤：QoS模块向流量仲裁模块下发授权，并能够在下发授权时发送表征授权流量状态的授权信息，其中，所述QoS模块中存储有记录各节点的流量补偿值的表项；

流量补偿信息获取步骤：所述流量仲裁模块基于所述授权信息生成流量标记信息并将其发送至报文编辑模块，生成表征报文长度变化的流量补偿信息，其中，所述流量补偿信息包括：队列编号、各节点的状态标志位及报文长度变化差值；所述流量标记信息包括队列编号、各节点的状态标志位；以及

流量补偿步骤：所述报文编辑模块将所述流量补偿信息发送至所述QoS模块，所述QoS模块将所述流量补偿信息更新至对应的记录各节点的流量补偿值的表项中。

2.如权利要求1所述的QoS管理方法，其特征在于，在所述授权步骤中，所述授权信息包括：授权有效标志位、队列编号及各节点的状态标志位。

3.如权利要求1-2中任一项所述的QoS管理方法，其特征在于，所述流量仲裁模块中存储有记录各节点的授权字节数和相应的授权状态的表项，所述流量补偿信息获取步骤还包括：

加授权步骤：响应于所述QoS模块的授权，所述流量仲裁模块基于所述授权信息更新各节点的授权字节数。

4.如权利要求3所述的QoS管理方法，其特征在于，所述流量补偿信息获取步骤还包括：

减授权步骤：所述流量仲裁模块响应于报文的出队请求，基于所述报文的长度更新各节点的授权字节数，并将队列编号、各节点的状态标志位发送给报文编辑模块。

5.如权利要求4所述的QoS管理方法，其特征在于，所述流量补偿信息获取步骤还包括：

报文编辑步骤：所述报文编辑模块对报文进行编辑，并将队列编号、各节点的状态标志位及报文长度变化差值发送至所述QoS模块。

6.一种报文传输方法，其特征在于，应用权利要求1-5中任一项所述的QoS管理方法传输报文。

7.一种报文传输装置，其特征在于，包括：

QoS模块，用于向流量仲裁模块下发授权，并能够在下发授权时发送表征授权流量状态的授权信息，其中，所述QoS模块中存储有记录各节点的流量补偿值的表项，且被配置为，能够将流量补偿信息更新至对应的记录各节点的流量补偿值的表项中；

流量仲裁模块，能够基于所述授权信息调度对应的队列中的报文，生成流量标记信息并将其发送至报文编辑模块；以及

报文编辑模块，能够编辑所述报文，生成表征报文长度变化的流量补偿信息并发送至所述QoS模块；其中，所述流量补偿信息包括：队列编号、各节点的状态标志位及报文长度变化差值；所述流量标记信息包括队列编号、各节点的状态标志位。