CN114095453A - 调度数据包的方法和相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种调度数据包的方法和相关装置，该方法包括：第一网络设备在第一时刻接收来自于网络中的第二网络设备的数据包；该第一网络设备根据该数据包携带的时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻；该第一网络设备根据该第一参考时刻从该第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列并将该数据包加入该目标队列；该第一网络设备根据该多个队列的调度规则，对该目标队列进行处理。利用上述技术方案可以使得任意流的端到端时延上界不超过该流路径上所有出接口的理论时间上限之和。这样端到端的时延是可控的。

Description

调度数据包的方法和相关装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，更具体地，涉及调度数据包的方法和相关装置。
背景技术
确定性时延是指数据包在服从一定突发性要求的前提下，数据包传输所经历的时延(delay)及抖动(jitter)满足上界。如果要满足数据包端到端的确定性时延及抖动，就需要实现规模可扩展的数据面确定性数据包调度。
现有的调度方法(例如加权公平队列(weighted fair queue)、最早截止时间优先(earliest deadline first，DEF)等)都无法满足确定性时延的需求。
发明内容
本申请提供一种调度数据包的方法和相关装置，可以使得端到端的时延可控。
第一方面，本申请实施例提供一种调度数据包的方法，包括：第一网络设备在第一时刻接收来自于网络中的第二网络设备的数据包；该第一网络设备根据该数据包携带的时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻，该第一参考时刻为该数据包进入该第一网络设备的第一队列系统中的队列的参考时刻；该第一网络设备根据该第一参考时刻从该第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列并将该数据包加入该目标队列，其中该时间信息用于指示第一剩余处理时间，该第一剩余处理时间为N个网络设备处理该数据包的第一理论时间上限和第一实际时间的差，该N个网络设备包括该数据包进入该网络后到该第一网络设备之前经过的网络设备，N为大于或等于1的正整数，该第一理论时间上限为从初始参考时刻开始至该第一参考时刻为止的该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，该第一实际时间为从该初始参考时刻开始至第二时刻为止该数据包在网络设备内部经历的实际时间，该初始参考时刻为该数据包进入该N个网络设备中的第一个网络设备的队列系统的参考时刻，该第二时刻为该数据包进入该第一队列系统的时刻；该第一网络设备根据该多个队列的调度规则，对该目标队列进行处理。
利用上述技术方案可以使得任意流的端到端时延上界不超过该流路径上所有出接口的理论时间上限之和。这样端到端的时延是可控的。因此，可以为数据流提供确定性的端到端时延。
结合第一方面，在一种可能的设计中，该时间信息包括第一时间指示信息，该第一时间指示信息用于指示从第二参考时刻到第二输出时刻的时间，该第二参考时刻是该数据包在该第二网络设备的参考时刻，该第二输出时刻是该数据包从该第二网络设备输出的时刻。
结合第一方面，在一种可能的设计中，在N为大于或等于2的正整数的情况下，该时间信息还包括第二时间指示信息，该第二时间指示信息用于指示第二剩余处理时间，该第二剩余处理时间为第二理论时间上限与第二实际时间的差，该第二理论时间上限为从该初始参考时刻开始至该第二参考时刻为止该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，该第二实际时间为从该初始参考时刻开始至该数据包进入该第二网络设备的队列系统的时刻为止的该数据包在网络设备内部经历的实际时间。
结合第一方面，在一种可能的设计中，该时间信息还包括第三时间指示信息，该第三时间指示信息用于指示关联于该第二网络设备的第三理论时间上限，该第三理论时间上限是从该第二参考时刻开始至该第一参考时刻为止该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限。
结合第一方面，在一种可能的设计中，该多个队列与多个预设时刻一一对应，该第一网络设备根据该第一参考时刻从第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列，包括：该第一网络设备根据该第一参考时刻，确定目标时刻对应的队列为该目标队列，其中该第一参考时刻不大于该目标时刻，且该第一参考时刻与该目标时刻之间不包括该多个预设时刻中的任一个时刻，该目标时刻是该多个预设时刻中的一个时刻。
结合第一方面，在一种可能的设计中，该第一网络设备根据该时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻，包括：该第一网络设备根据以下公式确定该第一参考时刻：Eh+1＝Dh res+[(Dh max)-(th out-Eh)]+th+1 in，Eh+1表示该第一参考时刻，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于该第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示该第一时刻。该第一参考时刻为该数据包进入该第一网络设备的第一队列系统中的队列的参考时刻。该第二剩余处理时间为第二理论时间上限与第二实际时间的差，该第二理论时间上限为从该初始参考时刻开始至该第二参考时刻为止该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，该第二实际时间为从该初始参考时刻开始至该数据包进入该第二网络设备的队列系统的时刻为止的该数据包在网络设备内部经历的实际时间。该第二输出时刻是该数据包从该第二网络设备输出的时刻。该第二参考时刻是该数据包在该第二网络设备的参考时刻。该第一时刻是该第一网络设备接收到该数据包的时刻。
结合第一方面，在一种可能的设计中，该第一网络设备根据该时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻，包括：该第一网络设备根据该第二时刻、该时间信息和该第一时刻，确定该第一参考时刻。
结合第一方面，在一种可能的设计中，该第一网络设备根据第二时刻、该时间信息和该第一时刻，确定该第一参考时刻，包括：该第一网络设备根据以下公式确定第三剩余处理时间：Dh+1 res＝Dh res+[Dh max-(th out-Eh)-(t’h+1 in-th+1 in)]，Dh+1表示该第三剩余处理时间，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于该第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示该第一时刻，t’h+1 in表示该第二时刻；该第一网络设备确定该第三剩余处理时间与该第二时刻的和为该第一参考时刻。该第二剩余处理时间为第二理论时间上限与第二实际时间的差，该第二理论时间上限为从该初始参考时刻开始至该第二参考时刻为止该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，该第二实际时间为从该初始参考时刻开始至该数据包进入该第二网络设备的队列系统的时刻为止的该数据包在网络设备内部经历的实际时间。该第二输出时刻是该数据包从该第二网络设备输出的时刻。该第二参考时刻是该数据包在该第二网络设备的参考时刻。该第一时刻是该第一网络设备接收到该数据包的时刻。该第二时刻为该数据包进入该第一队列系统的时刻。
第二方面，本申请实施例提供了一种网络设备，该网络设备包括用于实现第一方面或第一方面的任一种可能的设计的单元。
第三方面，本申请实施例提供一种网络设备，包括：处理器，用于执行存储器中存储的程序，当该程序被执行时，使得该网络设备执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的设计的方法。
结合第三方面，在一种可能的设计中，该存储器位于所述网络设备之外。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当该指令在计算机上运行时，如上述第一方面或第一方面的任一种可能的设计的方法被执行。
第五方面，本申请实施例提供一种网络设备，该网络设备包括处理器、存储器以及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的指令，当该指令被运行时，使得该网络设备执行如上述第一方面或第一方面的任一种可能的设计的方法。
附图说明
图1是突发累计形成原因的示意图。
图2是能够应用本申请实施例的系统的示意图。
图3是能够实现本申请实施例的路由器的示意性结构框图。
图4是根据本申请实施例提供的调度数据包的方法的示意性流程图。
图5示出了M个队列和M个时刻的对应关系。
图6示出了入口边缘设备231和网络设备232处理该报文的时序图。
图7示出了入口边缘设备231和网络设备232处理该报文的时序图。
图8示出了网络设备232和网络设备233处理该报文的时序图。
图9示出了网络设备232和网络设备233处理该报文的时序图。
图10是在下行板上实现循环队列时核心网络230中各个网络设备对应的Dmax的示意图。
图11是在上行板上实现循环队列时核心网络230中各个网络设备对应的Dmax的示意图。
图12是根据本申请实施例提供是一种调度数据包的方法的示意性流程图。
图13是根据本申请实施例提供的一种网络设备的示意性结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
本申请将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等，并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外，还可以使用这些方案的组合。
另外，在本申请实施例中，“示例的”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。
本申请实施例中，“相应的(corresponding，relevant)”和“对应的(corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。
本申请实施例中，有时候下标如W1可能会笔误为非下标的形式如W1，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。
本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
突发累计
互联网协议(Internet Protocol，IP)网络中，由于突发累积的存在，导致其无法为某条流提供确定性的端到端时延和抖动。
突发累积是导致时延不确定的根本原因。突发累积形成的原因是不同数据包之间的相互挤压。
图1是突发累计形成原因的示意图。
如图1中三条流(流1、流2和流3)同时到达节点101的时候是完全均匀的，由于节点101只能线速处理数据包，导致流2收到其他两条流的挤压，从而两个连续数据包紧挨在了一起，突发度增加。以上过程若干次循环之后，会导致某跳的流形成一个难以预测大突发，大突发进一步会挤压其他流，导致其他流的时延增加，并且难以预测。微突发逐跳累计是时延不确定性的根本原因。现有解决上述问题的方法要么依赖于全文设备的时间同步，要么对传输距离有限制，很难是用于大规模IP网络。
图2是能够应用本申请实施例的系统的示意图。如图2所示的网络200可以由边缘网络210、边缘网络220和核心网络230组成。
边缘网络210中包括用户设备211。边缘网络220包括用户设备221。核心网络230包括入口边缘(ingress edge)设备231、网络设备232、网络设备233、网络设备234和出口边缘(egress edge)设备235。
如图2所示，用户设备211可以通过核心网络与用户设备221进行通信。
本申请实施例可以由核心网络230中的设备实现。例如，可以由入口边缘设备231实现，可以由网络设备232至网络设备234实现。
能够实现本申请实施例的设备可以是路由器、交换机等。
图3是能够实现本申请实施例的路由器的示意性结构框图。如图3所示，路由器300包括上行板301、交换结构302和下行板303。
上行板也可以称为上行接口板。上行板301可以包括多个输入端口。上行板可以输入端口接收到的数据包进行拆封等处理，利用转发表查找输出端口。一旦查找到输出端口(为了便于描述，以下将查找到的输出端口称为目标输出端口)，数据包就会被发送至交换结构302。
本申请实施例中所称数据包可以是网络层中的数据包(packet)，也可以是数据链路层中的帧(frame)。
交换结构302将接收到的数据包转发到一个该目标输出端口。具体地，交换结构302将接收到的数据包转发到包括该目标输出端口的下行板303上。下行板也可以称为下行接口板。下行板303中包括多个输出端口。下行板303接收来自于交换结构302的数据包。下行板可以对接收到的数据包进行缓存管理、封装等处理，然后通过该目标输出端口将该数据包发送至下一节点。
可以理解的是，如图3所示的路由器仅示出了一个上行板301和一个下行板303。在一些实施例中，路由器可以包括多个上行板和/或多个下行板。
除非特殊说明，本申请实施例中所称的时间(例如实际时间、最大时间等)等都是指数据包在网络设备内部的时间，并不包括网络设备之间传输数据包的时间。
图4是根据本申请实施例提供的调度数据包的方法的示意性流程图。图4是结合图2对本申请实施例提供的调度数据包的方法进行描述的。假设本申请实施例中调度数据包的方法应用于图2中的核心网络230中。
入口边缘设备231可以接收到多个流。入口边缘设备231对多个流中的每个流的处理方式是相同的。假设入口边缘设备231接收到的多个流的路径是依次经过：入口边缘设备231、网络设备232、网络设备233、网络设备234和出口边缘设备235。入口边缘设备231是该多个流进入核心网络230中的第一个网络设备。因此，入口边缘设备231也可以称为第一跳的网络设备或者首跳网络设备。相应的，网络设备232是第二跳的网络设备，网络设备233是第三跳的网络设备，网络设备234是第四跳的网络设备，出口边缘设备235是第五跳的网络设备。
对于多个流中的第i条流，路径中的每个网络设备的输出端口为第i条流预留的平均带宽为ri。多个流满足流量模型，该流量模型可以通过以下公式表示：
Ai(t)＝ri×t+Bi，(公式4.1)
其中，t为时间；Ai(t)为t时间内第i条流的数据总流量；Bi为第i条流的最大突发度。
为了便于描述，以下以目标流为例对网络中的网络设备如何处理接收到流进行描述。该目标流是入口边缘设备231接收到的多个流中的任一个。
401，入口边缘设备231可以对目标流进行整形，使得进入核心网络230的目标流满足如公式4.1所示的流量模型的要求。
入口边缘设备231对目标流进行整形的方式可以利用现有的整形算法，例如漏桶(leaky bucket)算法、令牌桶(token bucket)算法等。
入口边缘设备231中负责对目标流进行整形的单元可以称为整形单元。
402，入口边缘设备231将目标流中的数据包发送至下一跳的网络设备(即网络设备232)。入口边缘设备231还将时间信息发送至网络设备232。
经过整形处理后的数据包会进入输出队列，并通过对输出队列进行调度可以将该数据包发送至网络设备232。入口边缘设备231中负载管理输出队列的单元可以称为出队列单元，负责对输出队列调度的单元可以称为调度单元。
为了便于描述，以下将入口边缘设备231向网络设备232发送的时间信息称为时间信息1。
为了便于更好地理解本申请的技术方案，以下对本申请技术方案涉及到的一些概念进行介绍。
1，参考时刻
核心网络230中除入口边缘设备231之外的其他网络设备(例如，网络设备232、网络设备233、网络设备234和出口边缘设备235)中都有一个轮询调度的队列系统，该队列系统中包括多个队列。网络设备会根据一个时刻确定将接收到的数据包加入到哪个队列之中。这个时刻可以称为参考时刻。
另外，在一些实施例中，入口边缘设备231可以也有一个轮询调度的队列系统。在此情况下，入口边缘设备231也可以根据一个时刻确定将接收到的数据包加入到哪个队列之中。这个时刻也可以称为参考时刻。
在另一些实施例中，入口边缘设备231可以没有这个队列系统。。在此情况下，入口边缘设备231在输出数据包的时候会先把数据包输入到输出队列系统。数据包进入输出队列系统的时刻也可以称为参考时刻。
在另一些实施例中，无论入口边缘设备231是否存在上述轮询调度的队列系统，入口边缘设备231的参考时刻也可以是其他时刻。例如，入口边缘设备231的参考时刻可以是接收到数据包的时刻。又如入口边缘设备231的参考时刻可以是数据包从入口边缘设备231输出的时刻。
为了便于描述，以下实施例中假设入口边缘设备231没有轮询调度的队列系统，入口边缘设备231的参考时刻是进入到输出队列系统的时刻。
网络中的第n个网络设备(n为大于或等于1的正整数)用于确定将数据包加入队列系统中的队列(或队列系统)的参考时刻可以称为参考时刻n。例如，参考时刻1是数据包进入到入口边缘设备的(输出)队列系统的参考时刻；参考时刻2是数据包进入网络设备232的队列系统中的队列的参考时刻；参考时刻3是数据包进入网络设备233的队列系统中的队列的参考时刻。
2，发送端设备和接收端设备
发送端设备是发送数据包的网络设备，接收端设备是接收数据包的网络设备。例如，如果入口边缘设备231将数据包发送至网络设备232，那么发送端设备是入口边缘设备231，接收端设备是网络设备232。又如，如果网络设备232将数据包发送至网络设备233，那么网络设备232是发送端设备，网络设备233是接收端设备。
另外，发送端设备的参考时刻是数据包进入发送端设备的队列系统中的队列的参考时刻。相应的，接收端设备的参考时刻是指数据包进入到接收端设备的队列系统中的队列的参考时刻。例如，如果发送端设备是入口边缘设备231，那么发送端设备的参考时刻是参考时刻1；如果发送端设备是网络设备232，那么发送端设备的参考时刻是参考时刻2。又如，如果接收端设备是网络设备232，那么接收端设备的参考时刻是参考时刻2；如果接收端设备是网络设备233，那么接收端设备的参考时刻是参考时刻3。
3，理论时间上限
理论时间上限基于网络演算(network calculus)理论计算得到网络设备处理数据包需要的最大时间。换句话说，网络设备处理数据包的时间不会大于理论时间上限。理论时间上限并不包括网络设备之间传输数据包的传输时延。
从发送端设备到接收端设备的理论时间上限是指从发送端设备的参考时刻到接收端设备的参考时刻的理论时间上限。这个理论时间上限也可以称为关联于发送端设备的理论时间上限。如果发送端设备是入口边缘设备231，那么关联于发送端设备的理论时间上限可以称为关联于与入口边缘设备231的理论时间上限；如果发送端设备是网络设备232，那么关联于发送端设备的理论时间上限可以称为关联于网络设备232的理论时间上限。
理论时间上限n是指从参考时刻1开始到参考时刻n+1为止的数据包经过的网络设备的理论时间上限，其中n为大于或等于1的正整数。例如，理论时间上限1是从参考时刻1开始到参考时刻2为止的数据包经过的网络设备的理论时间上限。又如，理论时间上限2是从参考时刻1开始到参考时刻3为止数据包经过的网络设备的理论时间上限。
理论时间上限1与关联于入口边缘设备231的理论时间上限相等；理论时间上限2等于关联于入口边缘设备231的理论时间上限和关联于网络设备232的理论时间上限之和。
4，实际时间
实际时间n是指从参考时刻1开始到时刻n+1为止数据包在网络设备内部经历的实际时间。时刻n+1是数据包进入第n+1个网络设备的队列系统的时刻。例如数据包进入第2个网络设备(即网络设备232)的队列系统的时刻可以称为时刻2，数据包进入第3个网络设备(即网络设备233)的队列系统的时刻可以称为时刻3。
实际时间1是参考时刻1开始到时刻2为止，数据包在网络设备内部经历的实际时间；实际时间2是参考时刻1开始到时刻3为止，数据包在网络设备内部经历的实际时间。
关联于发送端设备的实际时间是指从发送端设备的参考时刻开始到数据包进入接收端设备的队列系统的时刻为止，数据包经过的网络设备的实际时间。例如，假设发送端设备是入口边缘设备231，那么关联于入口边缘设备231的实际时间是从参考时刻1开始到时刻2为止数据包经过网络设备的实际时间。又如，假设发送端设备是网络设备232，那么关联于网络设备232的实际时间是从参考时刻2开始到时刻3为止数据包经过的网络设备的实际时间。
可以看出，实际时间1等于关联于入口边缘设备23的实际时间。实际时间2等于实际时间1与关联于网络设备232的实际时间之和。实际时间3等于实际时间2与关联于网络设备233的实际时间之和。
与理论时间上限类似，实际时间也不包括网络设备之间传输数据包的传输时延。
5，剩余处理时间
剩余处理时间n是理论时间上限n与实际时间n的差。例如，剩余处理时间1是理论时间上限1与实际时间1的差。
关联于发送端设备的剩余处理时间是指关联于发送端设备的理论时间上限与关联于发送端设备的实际时间的差。例如，关联于入口边缘设备231的剩余处理时间是关联于入口边缘设备231的理论时间上限与关联于入口边缘设备231的实际时间的差。
6，发送时刻和接收时刻
发送时刻n是指数据包从第n个网络设备输出的时刻，接收时刻n是指第n个网络设备接收到数据包的时刻。
例如，发送时刻1是指数据包从第1个网络设备(即入口边缘设备231)输出的时刻，发送时刻2是指数据包从第2个网络设备(即网络设备232)输出的时刻。
又如，接收时刻2是指网络设备232接收到数据包的时刻，接收时刻3是指网络设备233接收到数据包的时刻。
时间信息1用于指示剩余处理时间1，剩余处理时间1是理论时间上限1与实际时间1的差。
如上所述，理论时间上限1的起始时刻参考时刻1，结束时刻为参考时刻2。实际时间1的起始时刻为参考时刻1，实际时间1的结束时刻为时刻2。
在最差的情况下，理论时间上限1与实际时间1的差为0。
网络设备232的队列系统包括多个队列，该多个队列被轮询调度。该多个队列永远处于开启状态，并轮询调度。该多个队列与多个时刻一一对应。这个时刻可以称为时间标签(stamp)。
图5示出了M个队列和M个时刻的对应关系。在图5所示的实施例中，M为大于3的正整数。
如图5所示的队列Q1至队列Q M中的任意两个相邻队列(例如队列Q1和队列Q2，队列Q2和队列Q3)之间的时间间隔为Δ。假设起始时刻为T，那么队列Q1对应的时刻为T+Δ，队列Q2对应的时刻为T+2×Δ，队列Q3对应的时刻为T+3×Δ，以此类推，队列Q M对应的时刻为Tmax。在系统时间超过时刻Tmax之后，该M个队列继续以时间间隔Δ循环。例如，队列Q1对应的时刻与队列Q M对应的时刻的时间间隔为Δ，换句话说，当队列Q1本次被调度完毕后，队列Q1下次对应的时刻为Tmax+Δ。类似的，队列Q2对应的时刻与队列Q1对应的时刻的时间间隔为Δ，换句话说，队列Q2对应的时刻为Tmax+2×Δ，以此类推。
网络设备232根据参考时刻2确定将该数据包加入哪个队列。假设参考队列2需要加入的队列称为目标队列，该目标队列对应的时刻称为目标时刻。那么，在一些实施例中，参考时刻2和目标时刻可以满足如下关系：参考时刻2不大于该目标时刻且参考时刻与目标时刻之间不包括任一个队列对应的时刻。换句话说，参考时刻2可能出现两种情况：情况1，参考时刻2在两个队列对应的两个时刻之间。在此情况下，目标队列为对应的时刻晚于参考时刻2的队列。例如，以图5为例，参考时刻2在T+Δ和T+2×Δ之间。那么目标时刻为队列Q2。情况2，参考时刻2恰好与某个队列对应的时刻相同。在此情况下，目标队列是参考时刻2所在的时刻对应的队列。还以图5为例，假设参考时刻2为T+2×Δ，那么目标队列为队列Q2。
在另一些实施例中，目标时刻可以通过以下方式确定：确定参考时刻2与一个预设时长的和。为了便于描述，参考时刻2与该预设时长的和可以称为参考时刻2’。该预设时长可以是一个预先设置的时长，也可以是α个时间间隔Δ，其中α是一个预设的正整数。参考时刻2’与目标时刻满足以下关系：参考时刻2’不大于该目标时刻且参考时刻2’与目标时刻之间不包括任一个队列对应的时刻。换句话说，参考时刻2’可能出现两种情况：情况1，参考时刻2’在两个队列对应的两个时刻之间。在此情况下，目标队列为对应的时刻晚于参考时刻2’的队列。例如，以图5为例，参考时刻2’在T+Δ和T+2×Δ之间。那么目标时刻为队列Q2。情况2，参考时刻2’恰好与某个队列对应的时刻相同。在此情况下，目标队列是参考时刻2’所在的时刻对应的队列。还以图5为例，假设参考时刻2’为T+2×Δ，那么目标队列为队列Q2。可选的，对于同一个流的数据包，α的值可以是相同的，对不同流的数据包，α的值可以是不同的。
该队列系统可以在网络设备232的下行板实现，也可以在网络设备232的上行板实现。网络设备232中实现该队列系统的单元可以称为队列系统单元。
图6示出了入口边缘设备231和网络设备232处理该报文的时序图。图6是在下行板实现该队列系统的时序图。
图6所示，数据包在参考时刻1完成整形处理，进入输出队列。该数据包在发送时刻1从入口边缘设备231中输出。在图6中。该数据包在接收时刻2输入到网络设备232。该数据包在时刻2离开网络设备232的交换结构进入到队列系统。网络设备232根据参考时刻2从队列系统包括的多个队列中选择目标队列。该数据包在发送时刻2从网络设备232输出。
可以理解的是，图6以及后续附图中所示的出队列单元Q和队列系统单元D仅是从逻辑上划分的不同单元。具体设备形态上二者可以是相同的物理单元。
在图6中，参考时刻1表示为E1，发送时刻1表示为t1 out，接收时刻2表示为t2 in，时刻2表示为t’2 in。参考时刻2表示为E2，发送时刻2表示为t2 out。
理论时间上限1就是从时刻E1开始到时刻E2为止，数据包在入口边缘设备231以及网络设备232经历的理论时间上限。理论时间上限1不包括该数据包从入口边缘设备231到网络设备232之间的传输时延。
类似的，实际时间1是从时刻E1开始到时刻t’2 in为止，数据包在入口边缘设备231以及网络设备232经历的实际时间。实际时间1不包括该数据包从入口边缘设备231到网络设备232之间的传输时延。
图7示出了入口边缘设备231和网络设备232处理该报文的时序图。图7是在上行板实现该队列系统的时序图。
图7所示，数据包在参考时刻1完成整形处理，进入输出队列。该数据包在发送时刻1从入口边缘设备231中输出。该数据包在接收时刻2输入到网络设备232。该数据包在时刻2进入到队列系统。网络设备232根据参考时刻2从队列系统包括的多个队列中选择目标队列。该数据包在时刻发送时刻2从网络设备232输出。
在图7中，参考时刻1表示为E1，发送时刻1表示为t1 out，接收时刻2表示为t2 in，时刻2表示为t’2 in。参考时刻2表示为E2，发送时刻2表示为t2 out。
与图6所示的下行板实现队列系统的方案类似，理论时间上限1就是从时刻E1开始到时刻E2为止，数据包在入口边缘设备231以及网络设备232经历的理论时间上限。理论时间上限1不包括该数据包从入口边缘设备231到网络设备232之间的传输时延。
类似的，实际时间1是从时刻E1开始到时刻t’2 in为止，数据包在入口边缘设备231以及网络设备232经历的实际时间。实际时间1不包括该数据包从入口边缘设备231到网络设备232之间的传输时延。
为了便于描述，以下使用D1 max表示关联于入口边缘设备231的理论时间上限，使用D1 r表示关联于入口边缘设备231的实际时间。关联于入口边缘设备231的实际时间可以通过以下公式表示：
D1 r＝(t1 out-E1)+(t’2 in-t2 in)，(公式4.2)。
关联于入口边缘设备的剩余处理时间可以用D’1 res表示。D’1 res和D1 max、D1 r满足以下关系：
D’1 res＝D1 max-D1 r，公式(4.3)
如果将公式4.2带入公式4.3可以得到以下公式：
D’1 res＝D1 max-(t1 out-E1)-(t’2 in-t2 in)，(公式4.4)。
由于入口边缘设备231和网络设备232是数据包进入网络后的前两个网络设备，因此，关联于入口边缘设备231的剩余处理时间等于剩余处理时间1。剩余处理时间1时间可以记为D1 res。D’1 res＝D1 res。
如上所述，时间信息1用于指示剩余处理时间1。网络设备232可以自行获知t’2 in和t2 in。因此，时间信息1可以通过指示t1 out和E1的差来指示理论时间上限1与实际时间1的差。
在一些实施例中，时间信息1中可以包括第一时间指示信息。该第一时间指示信息用于指示发送端设备的参考时刻到该数据包从该发送端设备输出的时刻。后续网络设备也会发送包括第一时间指示信息的时间信息。
为了区分后续网络设备发送的第一时间指示信息，以下将时间信息1中的第一时间指示信息称为第一时间指示信息1。
对于第一时间指示信息1而言，发送端设备是入口边缘设备231。因此，第一时间指示信息1用于指示E1到t1 out的时间。
在一些实施例中，第一时间指示信息1包括时刻t1 out的值和时刻E1的值。网络设备232在接收到第一时间指示信息1之后，可以根据时刻t1 out的值和时刻E1的值自行计算出t1 out和E1的差。
在另一些实施例中，第一时间指示信息1可以直接携带t1 out和E1的差。换句话说，入口边缘设备231可以计算出t1 out和E1的差，并将t1 out和E1的差通过第一时间指示信息1发送给网络设备232。
在一些实施例中，时间信息1还可以包括第二时间指示信息。第二时间指示信息用于指示累计剩余处理时间。如果发送端设备是网络中的第n个网络设备，那么累计剩余处理时间为剩余处理时间n-1。换句话说，累计剩余处理时间是理论时间上限n-1与实际时间n-1的差。理论时间上限n-1是从参考时刻1开始到参考时刻n为止的数据包经过的网络设备的理论时间上限。实际时间是参考时刻1开始到时刻n为止数据包经过的网络设备的实际时间。换句话说，该理论处理时间上限n-1是从参考时刻1开始到发送端设备的参考时刻为止数据包经过的网络设备的理论处理时间上限，该实际时间n-1是从参考时刻1开始到数据包进入发送端设备的队列系统的时刻。
类似的，为了区分后续网络设备发送的第二时间指示信息，以下将时间信息1中的第二时间指示信息称为第二时间指示信息1。
对于第二时间指示信息1而言，发送端设备是入口边缘设备231，即第1个网络设备。因此，n＝1，累计剩余处理时间为剩余处理时间0。用于计算剩余处理时间0的理论处理时间上限0的起始时刻和结束时刻相同，都是参考时刻1；该实际时间0的起始时刻是参考时刻1，结束时刻也是参考时刻1(入口边缘设备231中的入队参考时刻与进入队列系统的时刻相同)。因此第二时间指示信息1指示的值为0。剩余处理时间0可以用D0 res表示。
在一些实施例中，如果第二时间指示信息所指示的值为0，那么第二时间指示信息可以直接携带指示的值，即0。
在另一些实施例中，如果第二时间指示信息所指示的值为0，那么时间信息中也可以不携带第二时间指示信息或者第二时间指示信息的值是一个预设的固定值。如果网络设备接收到的时间信息中不包括第二时间指示信息或者第二时间指示信息的值是一个预设的固定值，那么该网络设备可以确定到发送端设备的参考时刻为止，剩余处理时间的值为0。
在一些实施例中，时间信息1中还可以包括第三时间指示信息。第三时间指示信息用于指示关联于发送端设备的理论时间上限。
类似的，为了区分后续网络设备发送的第三时间指示信息，以下将时间信息1中的第三时间指示信息称为第三时间指示信息1。
对于第三时间指示信息1而言，发送端设备是入口边缘设备231，接收端设备是网络设备232。因此，第三时间指示信息1用于指示从参考时刻1开始到参考时刻2为止，数据包经过的网络设备的理论处理时间上限，即D1 max。
在另一些实施例中，D1 max可以是预先配置在网络设备232中的或者是一个预设的默认值。在此情况下，时间信息1中可以不需要包括用于指示D1 max的第三时间指示信息1。
403，网络设备232根据时刻t2 in和时间信息1，从多个队列中确定目标队列并将该数据包加入该目标队列。
如上所述，网络设备232是根据参考时刻2，即E2，从该多个队列中选择该目标队列的。具体选取方式请见以上描述，为了简洁，在此就不再赘述。下面重点介绍如何计算E2。
E2是t’2 in与剩余处理时间1之和。剩余处理时间1为时间信息1所指示的剩余处理时间0与关联于入口边缘设备231的剩余处理时间之和，即满足以下公式
D1 res＝D0 res+D’1 res，(公式4.5)。
由于D0 res等于0，因此D1 res＝D’1 res。
在此情况下，E2、t’2 in和D1 res满足以下公式：
E2＝t’2 in+D’1 res，(公式4.6)。
将用于计算D’1 res的公式4.4和公式4.6结合，可以得到以下公式：
E2＝D1 max-(t1 out-E1)+t2 in，(公式4.7)。
由此可见，网络设备232可以根据时刻t2 in和接收到的时间信息1确定出E2。
404，网络设备232将该数据包发送至下一跳的网络设备(即网络设备233)，网络设备232还将时间信息发送至网络设备233。
网络设备232在将该数据包加入目标队列后，可以根据调度规则对该多个队列进行调度。
可选的，在一些实施例中，网络设备232采用的调度规则是轮询调度。换句话说，多个队列时间是轮流调度的。一个队列被轮询到时，在排空之前不允许调度其他队列。为了实现上述特性，可以设置一个极大的量值(Quantum)。Quantum设置的很大可以保证一个队列被轮询到时，在排空之前不允许调度其他队列。
具体地，网络设备232环形的方式轮询该多个队列。如果轮询的队列不为空，则将调度该队列直至该队列排空；如果该队列为空，则直接跳过该队列。如果下行板实现，那么调度出的数据包输入到输出队列，由出队列单元负责处理，后续处理方式与现有的处理数据包的方式相同，为了简洁，在此就不再赘述。如果是上行板实现，那么调度出的数据包会进入交换系统。进入交换系统以及后续处理流程与现有处理数据包的方式相同，为了简洁在此就不再赘述。
网络设备232向网络设备233发送的时间信息可以称为时间信息2。时间信息2不同与时间信息1。
时间信息2用于指示剩余处理时间2。剩余处理时间2是理论时间上限2与实际时间2的差。
理论时间上限2的起始时刻为参考时刻1，理论时间上限2的结束时刻为参考时刻3。参考时刻3可以用E3表示。
以参考时刻2为起始时刻，以参考时刻3为结束时刻联于网络设备231的理论时间上限。
如果用D2 max表示关联于网络设备232的理论时间上限，用D1 max表示关联于入口边缘设备231的理论时间上限，那么理论时间上限2为D1 max与D2 max之和。
实际时间2的起始时刻为参考时刻1，实际时间2的结束时刻为时刻3，可以用t’3 in表示。
与时间信息1指示剩余处理时间1类似，网络设备233可以自行获知t’3 in和t3 in。t3 in表示接收时刻3。因此，时间信息2可以通过指示t2 out和E2以及剩余处理时间1来指示剩余处理时间2，其中t2 out表示发送时刻2。
在一些实施例中，时间信息2中可以包括第一时间指示信息。时间信息2中包括的第一时间指示信息可以称为第一时间指示信息2。
对于第一时间指示信息2而言，发送端设备是网络设备232，因此，第一时间指示信息2用于指示E2到t2 out。与第一时间指示信息1类似，第二时间指示信息2可以携带时刻t2 out的值和时刻E2的值，也可以携带t2 out和E2的差。
在一些实施例中，时间信息2中可以包括第二时间指示信息。时间信息2中包括的第二时间指示信息可以称为第二时间指示信息2。
对于第二时间指示信息2而言，发送端设备是网络设备232。因此，第二时间指示信息2所指示的剩余处理时间所对应的理论处理时间上限的起始时刻是参考时刻1，结束时刻是参考时刻2；第二时间指示信息2指示的剩余处理时间对应的实际时间的起始时刻是参考时刻1，结束时刻是时刻2。可以看出，第二时间指示信息2指示的累计剩余处理时间是剩余处理时间1，即D1 res。
在一些实施例中，时间信息2中可以包括第三时间指示信息。时间信息2中包括的第三时间指示信息可以称为第三时间指示信息2。
对于第三时间指示信息2而言，发送端设备是网络设备232，接收端设备是网络设备233。因此，第三时间指示信息2用于指示从参考时刻2开始到参考时刻3为止，数据包经过的网络设备的理论处理时间上限，即关联于网络设备232的理论时间上限，即D2 max。
类似的，如果D2 max是一个预先配置的值或者是一个预设值，那么时间信息2中也可以不需要携带第三时间指示信息2。
405，网络设备233根据时刻t3 in和时间信息2，从多个队列中确定目标队列并将该数据包加入该目标队列。
网络设备233确定目标队列的方式和网络设备232确定目标队列的方式类似。
参考时刻3是时刻t’3 in与剩余处理时间2之和，即
E3＝t’3 in+D2 res，(公式4.8)。
D2 res可以根据以下公式确定：
D2 res＝D1 res+D’2 res，(公式4.9)。
D’2 res可以根据以下公式确定：
D’2 res＝D2 max-(t2 out-E2)-(t’3 in-t3 in)，(公式4.10)。
结合公式4.9和公式4.10，可以得到
D2 res＝D1 res+[D2 max-(t2 out-E2)-(t’3 in-t3 in)]，(公式4.11)。
结合公式4.8和公式4.11，可以得到：
E3＝D1 res+[D2 max-(t2 out-E2)+t3 in)]，(公式4.12)。
由此可见，网络设备233根据时刻t3 in和时间信息2确定E3。在确定了参考时刻3之后，网络设备233可以根据参考时刻3确定目标队列，并将该数据包加入确定的目标队列。对目标队列的调度方式与上述实施例相同，为了简洁，在此就不再赘述。
图8示出了网络设备232和网络设备233处理该报文的时序图。图8是在下行板实现该队列系统的时序图。
图9示出了网络设备232和网络设备233处理该报文的时序图。图9是在上行板实现该队列系统的时序图。
406，网络设备233可以将接收到的数据包送至下一跳的网络设备(即网络设备234)。网络设备233还可以将时间信息发送至网络设备234。
407，网络设备234根据接收时刻4和接收到的时间信息，从多个队列中确定目标队列并将该数据包加入该目标队列。
步骤406与步骤404的具体实现方式类似，步骤407与步骤405的具体实现方式类似，为了简洁，在此就不再赘述。
408，网络设备234将该数据包发送至出口边缘设备235，该出口边缘设备235将该数据包通过边缘网络220将该数据包发送至用户设备221。网络设备234还可以将时间信息发送至出口边缘设备235。出口边缘设备235可以根据接收时刻5和接收到的时间信息从多个队列中确定目标队列并将数据包加入该目标队列。
步骤408的具体实现方式和步骤404、步骤405类似，为了简洁，在此不再赘述。
图10是在下行板上实现循环队列时核心网络230中各个网络设备对应的Dmax的示意图。
图11是在上行板上实现循环队列时核心网络230中各个网络设备对应的Dmax的示意图。
图10和图11中的D0 max表示整形时延和首跳上的处理时延的理论实时间上限。如果将E1设置在入口边缘设备231接收到数据包的时刻。那么D0 max包含在D1 max内。D5 max表示E5到t5 out(即数据包从出口边缘设备235输出的时刻)的理论时间上限。
数据包从入口边缘设备进入网络到从出口边缘设备离开网络可能会遇到以下两种情况：
情况1：每跳均严格等待。如果某个数据包在每一跳均遇到了最坏的情况，那么每一跳都会经历该跳上对应的Dmax。在此情况下，端到端(即从入口边缘设备231接收到数据包到该数据包从出口边缘设备235发出为止)的总时延上限为图10或11中所有Dmax之和。
情况2：如果数据包在某跳设备上没有经历最坏情况，即实际经历的时延小于该跳设备对应的Dmax，那么该数据包的剩余时间将会被记录，作为在后续跳上的入队标准。如果在某个设备上出现了拥塞，提前发送的数据包剩余时间Dres相比经历严格等待的数据包更大，因此提前发送的数据包加入的队列会更晚被调度；当提前发送的数据包等待足够时间后变为才会被调度出去，此时相当于变成了逐跳严格等待后才发送，因此也必然能在Dmax内被发送出去。
以网络设备233为例，假设网络设备233接收到数据包1和数据包2，数据包1是严格等待的报文。那么数据包1的D2 res的值为0。数据包2是提前发送的报文，因此数据包2的D2 res大于0。网络设备232可以直接根据接收到数据包1的时间为数据包1选择目标队列，但是需要根据接收到数据包2的时间和数据包2的D2 res之和为数据包2选择目标队列。参考图5，有可能出现以下情况：数据包1的目标队列为队列Q1，而数据包2的目标队列为队列Q 2。在此情况下，数据包2的优先级要低于数据包1的优先级。所以数据包2要晚于数据包1被调度。
综上，本申请的技术方案可以保证任意流的端到端时延上界不超过该流路径上所有出接口的Dmax之和。
图12是根据本申请实施例提供是一种调度数据包的方法的示意性流程图。
1201，第一网络设备在第一时刻接收来自于网络中的第二网络设备的数据包。
1202，该第一网络设备根据该数据包携带的时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻，该第一参考时刻为该数据包进入该第一网络设备的第一队列系统中的队列的参考时刻。
1203，该第一网络设备根据该第一参考时刻从该第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列并将该数据包加入该目标队列，其中该时间信息用于指示第一剩余处理时间，该第一剩余处理时间为N个网络设备处理该数据包的第一理论时间上限和第一实际时间的差，该N个网络设备包括该数据包进入该网络后到该第一网络设备之前经过的网络设备，N为大于或等于1的正整数，该第一理论时间上限为从初始参考时刻开始至该第一参考时刻为止的该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，该第一实际时间为从该初始参考时刻开始至第二时刻为止该数据包在网络设备内部经历的实际时间，该初始参考时刻为该数据包进入该N个网络设备中的第一个网络设备的队列系统的参考时刻，该第二时刻为该数据包进入该第一队列系统的时刻。
1204，该第一网络设备根据该多个队列的调度规则，对该目标队列进行处理。
例如，该第一网络设备可以是上述实施例中的网络设备232。在此情况下，该第二网络设备是入口边缘设备231。又如，该第一网络设备是上述实施例中的网络设备233。在此情况下，第二网络设备是网络设备232。又如，该第一网络设备是上述实施例中的网络设备234。在此情况下，第二网络设备是网络设备233。
假设第一网络设备是网络设备232，那么第一时刻为t2 in，该第二时刻为t’2 in，该第一参考时刻为E2，该初始参考时刻为E1，该第一剩余处理时间为D1 res。
在一些实施例中，该时间信息包括第一时间指示信息，该第一时间指示信息用于指示从第二参考时刻到第二输出时刻的时间，该第二参考时刻是该数据包在该第二网络设备的参考时刻，该第二输出时刻是该数据包从该第二网络设备输出的时刻。
还假设第一网络设备是网络设备232，第二参考时刻为E1，第二输出时刻为t1 out。
在一些实施例中，在N为大于或等于2的正整数的情况下，该时间信息还包括第二时间指示信息，该第二时间指示信息用于指示第二剩余处理时间，该第二剩余处理时间为第二理论时间上限与第二实际时间的差，该第二理论时间上限为从该初始参考时刻开始至该第二参考时刻为止该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，该第二实际时间为从该初始参考时刻开始至该数据包进入该第二网络设备的队列系统的时刻为止的该数据包在网络设备内部经历的实际时间。
还假设第一网络设备是网络设备232，第二剩余处理时间为D0 res。
在一些实施例中，该时间信息还包括第三时间指示信息，该第三时间指示信息用于指示关联于该第二网络设备的第三理论时间上限，该第三理论时间上限是从该第二参考时刻开始至该第一参考时刻为止该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限。
还假设第一网络设备是网络设备232，第三理论时间上限为D1 max。
在一些实施例中，该多个队列与多个预设时刻一一对应，该第一网络设备根据该第一参考时刻从第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列，包括：该第一网络设备根据该第一参考时刻，确定目标时刻对应的队列为该目标队列，其中该第一参考时刻不大于该目标时刻，且该第一参考时刻与该目标时刻之间不包括该多个预设时刻中的任一个时刻，该目标时刻是该多个预设时刻中的一个时刻。
在一些实施例中，该第一网络设备根据该时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻，包括：该第一网络设备根据以下公式确定该第一参考时刻：
Eh+1＝Dh res+[(Dh max)-(th out-Eh)]+th+1 in，(公式12.1)
Eh+1表示该第一参考时刻，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于该第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示该第一时刻。
在一些实施例中，该第一网络设备根据该时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻，包括：该第一网络设备根据该第二时刻、该时间信息和该第一时刻，确定该第一参考时刻。
在一些实施例中，该第一网络设备根据第二时刻、该时间信息和该第一时刻，确定该第一参考时刻，包括：该第一网络设备根据以下公式确定第三剩余处理时间：
Dh+1 res＝Dh res+[Dh max-(th out-Eh)-(t’h+1 in-th+1 in)]，(公式12.2)
Dh+1表示该第三剩余处理时间，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于该第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示该第一时刻，t’h+1 in表示该第二时刻；该第一网络设备确定该第三剩余处理时间与该第二时刻的和为该第一参考时刻。
图13是根据本申请实施例提供的一种网络设备的示意性结构框图。如图13所示的网络设备1300包括接收单元13011301，处理单元13021302。
接收单元1301，用于在第一时刻接收来自于网络中的第二网络设备的数据包。
处理单元1302，用于根据该数据包携带的时间信息和该第一时刻，确定第一参考时刻，该第一参考时刻为该数据包进入该网络设备的第一队列系统中的队列的参考时刻。
处理单元1302，还用于根据该第一参考时刻从该第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列并将该数据包加入该目标队列，其中该时间信息用于指示第一剩余处理时间，该第一剩余处理时间为N个网络设备处理该数据包的第一理论时间上限和第一实际时间的差，该N个网络设备包括该数据包进入该网络后到该网络设备之前经过的网络设备，N为大于或等于1的正整数，该第一理论时间上限为从初始参考时刻开始至该第一参考时刻为止的该数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，该第一实际时间为从该初始参考时刻开始至第二时刻为止该数据包在网络设备内部经历的实际时间，该初始参考时刻为该数据包进入该N个网络设备中的第一个网络设备的队列系统的参考时刻，该第二时刻为该数据包进入该第一队列系统的时刻。
处理单元1302，还用于根据该多个队列的调度规则，对该目标队列进行处理。
网络设备1300还可包括一个发送单元1303。发送单元1303可以根据处理单元1302的调度结果，将数据包发送至下一设备。
接收单元1301和发送单元1303可以由接收器实现。处理单元1302可以由处理器实现。接收单元1301、处理单元1302和发送单元1303的具体功能和有益效果可以参见上述实施例，为了简洁在此就不再赘述。
本申请实施例还提供了一种处理装置，包括处理器和接口。所述处理器可用于执行上述方法实施例中的方法。
应理解，上述处理装置可以是一个芯片。例如，该处理装置可以是现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)，可以是专用集成芯片(applicationspecific integrated circuit，ASIC)，还可以是系统芯片(system on chip，SoC)，还可以是中央处理器(central processor unit，CPU)，还可以是网络处理器(networkprocessor，NP)，还可以是数字信号处理电路(digital signal processor，DSP)，还可以是微控制器(micro controller unit，MCU)，还可以是可编程控制器(programmable logicdevice，PLD)、其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，或其他集成芯片。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令或程序代码完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
应注意，本申请实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令或程序代码完成。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rateSDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行上述任意一个实施例的方法。
根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有程序代码，当该程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行上述任意一个实施例的方法。
根据本申请实施例提供的方法，本申请还提供一种网络系统，其包括前述的多个网络设备。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元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)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(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种调度数据包的方法，其特征在于，包括：
第一网络设备在第一时刻接收来自于网络中的第二网络设备的数据包；
所述第一网络设备根据所述数据包携带的时间信息和所述第一时刻，确定第一参考时刻，所述第一参考时刻为所述数据包进入所述第一网络设备的第一队列系统中的队列的参考时刻；
所述第一网络设备根据所述第一参考时刻从所述第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列并将所述数据包加入所述目标队列，其中所述时间信息用于指示第一剩余处理时间，所述第一剩余处理时间为N个网络设备处理所述数据包的第一理论时间上限和第一实际时间的差，所述N个网络设备包括所述数据包进入所述网络后到所述第一网络设备之前经过的网络设备，N为大于或等于1的正整数，所述第一理论时间上限为从初始参考时刻开始至所述第一参考时刻为止的所述数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，所述第一实际时间为从所述初始参考时刻开始至第二时刻为止所述数据包在网络设备内部经历的实际时间，所述初始参考时刻为所述数据包进入所述N个网络设备中的第一个网络设备的队列系统的参考时刻，所述第二时刻为所述数据包进入所述第一队列系统的时刻；
所述第一网络设备根据所述多个队列的调度规则，对所述目标队列进行处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间信息包括第一时间指示信息，所述第一时间指示信息用于指示从第二参考时刻到第二输出时刻的时间，所述第二参考时刻是所述数据包在所述第二网络设备的参考时刻，所述第二输出时刻是所述数据包从所述第二网络设备输出的时刻。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在N为大于或等于2的正整数的情况下，所述时间信息还包括第二时间指示信息，所述第二时间指示信息用于指示第二剩余处理时间，所述第二剩余处理时间为第二理论时间上限与第二实际时间的差，所述第二理论时间上限为从所述初始参考时刻开始至所述第二参考时刻为止所述数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，所述第二实际时间为从所述初始参考时刻开始至所述数据包进入所述第二网络设备的队列系统的时刻为止的所述数据包在网络设备内部经历的实际时间。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述时间信息还包括第三时间指示信息，所述第三时间指示信息用于指示关联于所述第二网络设备的第三理论时间上限，所述第三理论时间上限是从所述第二参考时刻开始至所述第一参考时刻为止所述数据包在网络设备内部经历的理论时间上限。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述多个队列与多个预设时刻一一对应，所述第一网络设备根据所述第一参考时刻从第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列，包括：
所述第一网络设备根据所述第一参考时刻，确定目标时刻对应的队列为所述目标队列，其中所述第一参考时刻不大于所述目标时刻，且所述第一参考时刻与所述目标时刻之间不包括所述多个预设时刻中的任一个时刻，所述目标时刻是所述多个预设时刻中的一个时刻。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备根据所述时间信息和所述第一时刻，确定第一参考时刻，包括：所述第一网络设备根据以下公式确定所述第一参考时刻：
Eh+1＝Dh res+[(Dh max)-(th out-Eh)]+th+1 in，
Eh+1表示所述第一参考时刻，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于所述第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示所述第一时刻。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备根据所述时间信息和所述第一时刻，确定第一参考时刻，包括：
所述第一网络设备根据所述第二时刻、所述时间信息和所述第一时刻，确定所述第一参考时刻。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一网络设备根据第二时刻、所述时间信息和所述第一时刻，确定所述第一参考时刻，包括：
所述第一网络设备根据以下公式确定第三剩余处理时间：
Dh+1 res＝Dh res+[Dh max-(th out-Eh)-(t’h+1 in-th+1 in)]，
Dh+1表示所述第三剩余处理时间，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于所述第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示所述第一时刻，t’h+1 in表示所述第二时刻；
所述第一网络设备确定所述第三剩余处理时间与所述第二时刻的和为所述第一参考时刻。
9.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括：
接收单元，用于在第一时刻接收来自于网络中的第二网络设备的数据包；
处理单元，用于根据所述数据包携带的时间信息和所述第一时刻，确定第一参考时刻，所述第一参考时刻为所述数据包进入所述网络设备的第一队列系统中的队列的参考时刻；
所述处理单元，还用于根据所述第一参考时刻从所述第一队列系统包括的多个队列中确定目标队列并将所述数据包加入所述目标队列，其中所述时间信息用于指示第一剩余处理时间，所述第一剩余处理时间为N个网络设备处理所述数据包的第一理论时间上限和第一实际时间的差，所述N个网络设备包括所述数据包进入所述网络后到所述网络设备之前经过的网络设备，N为大于或等于1的正整数，所述第一理论时间上限为从初始参考时刻开始至所述第一参考时刻为止的所述数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，所述第一实际时间为从所述初始参考时刻开始至第二时刻为止所述数据包在网络设备内部经历的实际时间，所述初始参考时刻为所述数据包进入所述N个网络设备中的第一个网络设备的队列系统的参考时刻，所述第二时刻为所述数据包进入所述第一队列系统的时刻；
所述处理单元，还用于根据所述多个队列的调度规则，对所述目标队列进行处理。
10.如权利要求9所述的网络设备，其特征在于，所述时间信息包括第一时间指示信息，所述第一时间指示信息用于指示从第二参考时刻到第二输出时刻的时间，所述第二参考时刻是所述数据包在所述第二网络设备的参考时刻，所述第二输出时刻是所述数据包从所述第二网络设备输出的时刻。
11.如权利要求10所述的网络设备，其特征在于，在N为大于或等于2的正整数的情况下，所述时间信息还包括第二时间指示信息，所述第二时间指示信息用于指示第二剩余处理时间，所述第二剩余处理时间为第二理论时间上限与第二实际时间的差，所述第二理论时间上限为从所述初始参考时刻开始至所述第二参考时刻为止所述数据包在网络设备内部经历的理论时间上限，所述第二实际时间为从所述初始参考时刻开始至所述数据包进入所述第二网络设备的队列系统的时刻为止的所述数据包在网络设备内部经历的实际时间。
12.如权利要求10或11所述的网络设备，其特征在于，所述时间信息还包括第三时间指示信息，所述第三时间指示信息用于指示关联于所述第二网络设备的第三理论时间上限，所述第三理论时间上限是从所述第二参考时刻开始至所述第一参考时刻为止所述数据包在网络设备内部经历的理论时间上限。
13.如权利要求9至12中任一项所述的网络设备，其特征在于，所述多个队列与多个预设时刻一一对应，所述处理单元，具体用于根据所述第一参考时刻，确定目标时刻对应的队列为所述目标队列，其中所述第一参考时刻不大于所述目标时刻，且所述第一参考时刻与所述目标时刻之间不包括所述多个预设时刻中的任一个时刻，所述目标时刻是所述多个预设时刻中的一个时刻。
14.如权利要求9至13中任一项所述的网络设备，其特征在于，所述处理单元，具体用于根据以下公式确定所述第一参考时刻：
Eh+1＝Dh res+[(Dh max)-(th out-Eh)]+th+1 in，
Eh+1表示所述第一参考时刻，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于所述第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示所述第一时刻。
15.如权利要求13所述的网络设备，其特征在于，所述处理单元，具体用于根据所述第二时刻、所述时间信息和所述第一时刻，确定所述第一参考时刻。
16.如权利要求15所述的网络设备，其特征在于，所述处理单元，具体用于根据以下公式确定第三剩余处理时间：
Dh+1 res＝Dh res+[Dh max-(th out-Eh)-(t’h+1 in-th+1 in)]，
Dh+1表示所述第三剩余处理时间，Dh res表示第二剩余处理时间，Dh max表示关联于所述第二网络设备的第三理论处理时间上限，th out表示第二输出时刻，Eh表示第二参考时刻，th+1 in表示所述第一时刻，t’h+1 in表示所述第二时刻；
确定所述第三剩余处理时间与所述第二时刻的和为所述第一参考时刻。
17.一种网络设备，其特征在于，包括：处理器，用于执行存储器中存储的程序，当所述程序被执行时，使得所述网络设备执行如权利要求1至8任一项所述的方法。
18.如权利要求17所述的网络设备，其特征在于，所述存储器位于所述网络设备之外。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，如权利要求1至8任一项所述的方法被执行。
20.一种网络设备，其特征在于，所述网络设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的指令，当所述指令被运行时，使得所述网络设备执行如权利要求1至8任一项所述的方法。
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