CN114296681A - 一种流量控制方法、装置及其介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种流量控制方法、装置及其介质，针对目前使用FIFO存储器时，会出现频繁的反压现象，从而导致数据丢失、出错，或流量不稳定的问题，提供了一种流量控制方法，包括：对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，分别记为接收数据量和发送数据量；根据接收数据量和发送数据量的关系获取结束阈值；当缓存的数据量大于开始阈值时通知上游模块减少发送数据的速率；当缓存的数据量小于结束阈值时通知上游模块恢复原发送数据的速率，由于开始阈值小于FIFO存储器的容量，所以当在通知上游模块减少数据发送速率时，FIFO存储器仍能存储数据，从而避免频繁出现反压的情况。

Description

一种流量控制方法、装置及其介质

技术领域

本申请涉及数据通信技术领域，特别是涉及一种流量控制方法、装置及其介质。

背景技术

在数据通信中，为避免数据丢失，要求发送方的发送数据速率不能超过接收方的接收数据速率，当接收方来不及接收或处理时，就需要采取相应的措施控制发送方的发送数据速率，并存储接收方来不及接收或处理的数据。

目前，在逻辑设计中主要使用FIFO存储器来存储数据通道的数据流，由于FIFO存储器的容量有限，当下游模块长时间无法及时处理上游模块输出的数据时，FIFO存储器就会逐渐被数据填满，当FIFO的检测到自己容量已满时，就会通知上游模块，使其发送数据速率降低，这样的过程称之为反压。

FIFO：(First Input First Output)简单说就是指先进先出。FIFO存储器是一个先入先出的双口缓冲器，即第一个进入其内的数据第一个被移出，其中一个是存储器的输入口，另一个口是存储器的输出口。在系统设计中，FIFO存储器以能增加数据传输率、处理大量数据流、匹配具有不同传输率的系统的优势，而被广泛使用，以实现提高系统性能的目的。

但是，当数据传输结构比较复杂、链路比较长时，由于反压机制为逐级反压，其延迟比较大，所以在突发大流量时会频繁的出现反压现象，导致数据在传输过程中丢失、出错，或造成流量不稳定的问题。

所以，现在本领域的技术人员亟需要一种流量控制方法，解决目前使用FIFO存储器时，会出现频繁的反压现象，从而导致数据丢失、出错，或流量不稳定的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种流量控制方法、装置及其介质，目的。

为解决上述技术问题，本申请提供一种流量控制方法，包括：

对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，分别记为接收数据量和发送数据量；

根据接收数据量和发送数据量的关系获取结束阈值；

当缓存的数据量大于开始阈值时通知上游模块减少发送数据的速率；其中，开始阈值大于结束阈值，小于FIFO存储器的容量；

当缓存的数据量小于结束阈值时通知上游模块恢复原发送数据的速率。

优选地，根据接收数据量和发送数据量的关系获取结束阈值包括：

当接收数据量大于发送数据量的四倍时，获取第一结束阈值，否则进入下一步；

当接收数据量大于发送数据量的两倍时，获取第二结束阈值，否则进入下一步；

当接收数据量大于发送数据量时，获取第三结束阈值，否则结束本方法；其中，第一结束阈值小于第二结束阈值，第二结束阈值小于第三结束阈值。

优选地，开始阈值由当前FIFO存储器的容量、时钟周期和FIFO存储器与上游模块之间的间隔拍数决定。

优选地，第一结束阈值由FIFO存储器的深度决定。

优选地，第二结束阈值和第三结束阈值由开始阈值决定。

优选地，根据接收数据量和发送数据量的关系获取结束阈值，包括：每过预设时长重新获取结束阈值。

优选地，还包括：检测到存储空间已满时停止接收数据；检测到存储空间中无缓存数据时停止发送数据。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种流量控制装置，包括：

计数模块，用于对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，分别记为接收数据量和发送数据量；

获取模块，用于根据接收数据量和发送数据量的关系获取结束阈值；

减少模块，用于当缓存的数据量大于开始阈值时通知上游模块减少发送数据的速率；

恢复模块，用于当缓存的数据量小于结束阈值时通知上游模块恢复原发送数据的速率。

优选地，还包括检测模块，用于当检测到存储空间已满时停止接收数据；检测到存储空间中无缓存数据时停止发送数据。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种流量控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的一种流量控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的一种流量控制方法的步骤。

本申请提供的一种流量控制方法，首先对预设时长内接收与发送的数据进行计数，根据接收数据量和发送数据量的关系即可得知当前FIFO存储器的下游模块是否无法及时处理上游模块发送来的数据，当下游模块无法及时处理时，上游模块发送的数据会先缓存在FIFO存储器中，当缓存的数据量超过开始阈值时，通知上游模块减少发送数据速率，由于结束阈值小于开始阈值，所以当缓存的数据小于结束阈值时，说明FIFO存储器内缓存的数据在变少，也即下游模块处理数据的速度能够跟上上游模块发送数据的速度了，此时通知上游模块恢复原发送数据速率，从而避免下游模块来不及处理上游模块发送的数据从而导致数据丢失的问题，同时，由于是在FIFO存储器内缓存的数据量大于开始阈值时就开始控制上游模块的发送数据，而开始阈值又小于FIFO存储器的容量，所以当需要控制上游模块发送数据速率时，FIFO存储器仍有存储空间存储数据，不会造成反压的情况，从而避免因为频繁反压而导致的数据丢失、出错，或流量不稳定的问题。

本申请提供的一种流量控制装置、及计算机可读存储介质，与上述方法对应，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种流量控制方法的流程图；

图2为本发明提供的一种流量控制装置的结构图；

图3为本发明提供的另一种流量控制装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种流量控制方法、装置及其介质。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

在实际的数据通信中，上游模块发送数据的速率和下游模块接收并处理数据的速率不总是相同的，而且处于下游模块需要对数据进行更多的操作，一般是上游模块发送数据的速率要大于下游模块接收并处理数据的速率，当出现上述情况时，说明数据已经无法被及时接受并处理，容易造成数据的丢失或出错。目前，在逻辑设计中常采用FIFO存储数据通道中的数据流，以实现当出现数据无法被及时接收并处理时，可以先存在FIFO存储器中，由于先进入FIFO存储器的数据也先输出，所以不会影响数据处理的顺序并降低对数据时效性的影响，当下游模块接收并处理数据的速率恢复或提高后，再将FIFO存储器中堆积的数据接收并处理。

但是，FIFO存储器的容量是有限的，当FIFO存储器的存储空间已满时，其会向上游模块发送信号以使上游模块减慢发送数据速率，这个过程称之为反压，但是由于在许多应用场景中，数据传输的链路比较长，反压也是逐级出现的，当突发大流量时，会出现数据传输链路各级之间接连出现反压，导致数据丢失、出错或流量不稳定的问题。所以，如图1所示，本申请提供一种流量控制方法，包括：

S101：对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，分别记为接收数据量和发送数据量。

S102：根据接收数据量和发送数据量的关系获取结束阈值。

S103：当缓存的数据大于开始阈值时通知上游模块减少发送数据的速率；其中，开始阈值大于结束阈值，小于FIFO存储器的容量。

S104：当缓存的数据小于结束阈值时通知上游模块恢复原发送数据的速率。

在一次数据传输中，若数据发送的速率小于数据接收的速率或持平，数据会经过FIFO存储器流入下游模块，相当于FIFO存储器并没有存储数据，只是充当了一个中转站的作用，此时不会出现反压的情况。

数据发送的速率大于数据接收的速率时，无法被及时处理的数据会先缓存在FIFO存储器中，待下游模块处理完一部分后调取最先接收的发送给下游模块，此时若数据的接收速率始终不及数据的发送速率，FIFO存储器中同时缓存的数据就会越来越多，当缓存的数据超过开始阈值时，就会通知上游模块减缓数据发送的速率，此时因为开始阈值小于FIFO存储器的容量大小，所以FIFO存储器任有剩余空间可以存储数据，以当在FIFO存储器发送信号至上游模块、以及上游模块减缓发送数据速率的过程中，仍可以缓存发送来的数据，减少反压的产生。

而当下游模块的接收数据速率提高了，或上游模块因为上述情况而减慢了数据发送速率，此时数据发送速率小于数据接收速率，从而使得FIFO存储器的存储空间被慢慢释放，当检测到存储空间内缓存的数据量小于结束阈值时，可以认为FIFO存储器有足够的剩余空间，然后通知上游模块恢复或提高数据发送的速率，以最大程度的保证数据传输的速率。

值得注意的是，本实施例提到的预设时长并未限值具体取值，可根据实际需要自由选择，其主要目的是得到发送数据速率和接收数据速率，从而进一步对二者进行比较以确定结束阈值，而本实施例所提到的开始阈值以及结束阈值同样未对具体值作出限制，在满足开始阈值小于FIFO存储器的容量并大于结束阈值的条件下，可以根据实际需要而定，但一般来说，开始阈值可由FIFO存储器的容量、时钟周期和FIFO存储器与上游模块之间的间隔拍数这几种参数中的任几种所决定，而结束阈值则可以由开始阈值、FIFO存储器的容量、时钟周期和FIFO存储器与上游模块之间的间隔拍数中的任几种所决定。

同时，根据接收数据量和发送数据量的关系获取的结束阈值可以是唯一的，也可以存在多个，根据接收数据量和发送数据量的关系获取其中的一个，本实施例对此未作限制，但容易理解的是，当结束阈值为多个时，应存在对应不同接收数据量和发送数据量的关系的不同条件，以此确定相应的结束阈值。

另外，容易理解的是，当FIFO存储器的存储空间已满时，为避免数据出错或丢失，此时应停止从上游模块接收数据，而当FIFO存储器的存储空间内无缓存数据时，也应停止向下游模块发送数据。

由上述可知，本申请所提供的一种流量控制方法，在下游模块来不及处理接收数据时能够根据当前FIFO存储器的存储空间使用情况，及时通知上游模块进行限速，这样即使信号从FIFO存储器到上游模块有延迟，上游模块调速有延迟，以及调完速后数据通道中仍留有大量待接收数据，也可以存入有剩余空间的FIFO存储器中，从而避免过于频繁的出现反压，进而导致的数据出错、丢失以及流量不稳定的问题。

为进一步说明本申请所提供的一种流量控制方法，本实施例提供一种结束阈值有多个，且如何根据接收数据量和发送数据量的关系选取相应的结束阈值的优选方案，包括：

S201：当接收数据量大于发送数据量的四倍时，获取第一结束阈值，否则进入下一步。

S202：当接收数据量大于发送数据量的两倍时，获取第二结束阈值，否则进入下一步。

S203：当接收数据量大于发送数据量时，获取第三结束阈值，否则结束本方法；其中，第一结束阈值小于第二结束阈值，第二结束阈值小于第三结束阈值。

本实施例相对于上述实施例的优势在于：如上述实施例中所述，当检测到缓存的数据量小于结束阈值时，认为FIFO存储器有足够的剩余空间，所以提高数据发送的速率，但是数据发送的速率和数据接收的速率差的越多，相同剩余空间的FIFO存储器被填满的速度就越快，反压现象也就越严重。而本实施例将接收数据量和发送数据量的关系进行更为细致的划分，并分别对应着不同的结束阈值，使得当出现数据接收的速率跟不上数据发送的速率时，可以根据程度选择更合适的结束阈值，以保证无论数据发送速率和数据接收速率的差为多少，都能有较为充裕的时间通知上游模块减缓数据发送速率，从而进一步减少数据反压的产生。

另外，本实施例还提供一种优选的实施方案，以对本申请所提供的一种流量控制方法进行更详细的描述，在上述实施例的基础上，本实施例提供一种第一结束阈值、第二结束阈值、第三结束阈值和开始阈值的确定方法，包括：

开始阈值由当前FIFO存储器的容量、时钟周期和FIFO存储器与上游模块之间的间隔拍数决定。

第一结束阈值由FIFO存储器的深度决定。

第二结束阈值和第三结束阈值由开始阈值决定。

例如在实际的数据传输环境中，FIFO存储器的容量为32*512bit，其中32为位宽，512为深度；上游模块与FIFO存储器的间隔拍数为3拍；FIFO存储器发送信号至上游模块需要2个时钟周期。

则开始阈值应满足如下条件：

threshold≤512-(3+2)＝507

其中，threshold为开始阈值，512为FIFO存储器容量的深度，3为上游模块与FIFO存储器的间隔拍数，2为FIFO存储器发送信号至上游模块所需要的时钟周期。在实际应用中，可以取开始阈值为500。

而第一结束阈值可取深度512的一半，也即256，此时称为半满。

第二结束阈值应比开始阈值小，比第一结束阈值大，可取开始阈值减去64后的值，也即436；第三结束阈值应比开始阈值小，比第二结束阈值大，可以取开始阈值减去32后的值，也即468。

需要注意的是，上述开始阈值与各结束阈值的单位不为位(bit)，其单位与FIFO存储器容量的深度的单位相同，所以在换算单位为bit时需要将上述值乘以位宽，也即本实施例中的开始阈值为500*32bit；第一结束阈值为256*32bit；第二结束阈值为436*32bit；第三结束阈值为468*32bit。

所以，本实施例相对于上述实施例的优势在于：通过根据不同FIFO存储器以及间隔拍数等条件，确定适应的开始阈值和各结束阈值，所以当FIFO存储器根据缓存数据量与上述开始阈值和各结束阈值的关系进行上述方法的步骤时，可以进一步避免反压情况的出现，并减少对数据传输速率的影响。

由上述实施例可知，本申请所提供的一种流量控制方法为一个持续的过程，需要实时对于数据传输情况进行监测，从而控制上游模块发送数据速率的减缓或恢复，所以本实施例在上述实施例的基础上，还提供一种优选的实施方案，包括：每过预设时长重新获取结束阈值。

需要说明的是，本实施例每过预设时长重新获取结束阈值应是根据该预设时长的接收数据量和发送数据量的关系所确定的，又由于步骤S101中为对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，所以本实施例相当于每过预设时长重新进行一次本申请所提供的一种流量控制方法。

另外，本实施例的预设时长与上述步骤S101的预设时长一致仅为一种优选的实施方案，是为了在实际的应用中减少参数或者变量，实际上，步骤S101的预设时长仅为计算发送数据速率和接收数据速率之用，取值为多少并不影响本方法的实现。

本实施例所提供的优选方案通过定时对结束阈值进行重新取值，使得所选取的结束阈值总是最适合当前数据传输情况的，从而进一步避免反压情况的出现，并减少对数据传输速率的影响。

在上述实施例中，对于一种流量控制方法进行了详细描述，本申请还提供一种流量控制装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。

基于功能模块的角度，本实施例提供一种流量控制装置对应的优选方案，如图2所示，包括：

计数模块11，用于对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，分别记为接收数据量和发送数据量；

获取模块12，用于根据接收数据量和发送数据量的关系获取结束阈值；

减少模块13，用于当缓存的数据大于开始阈值时通知上游模块减少发送数据的速率；

恢复模块14，用于当缓存的数据小于结束阈值时通知上游模块恢复原发送数据的速率。

另外，优选地，还包括检测模块15，用于当检测到存储空间已满时停止接收数据；检测到存储空间中无缓存数据时停止发送数据。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图3为本申请另一实施例提供的一种流量控制装置的结构图，如图3所示，一种流量控制装置包括：存储器20，用于存储计算机程序；

处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例一种流量控制方法的步骤。

本实施例提供的一种流量控制装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以在集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的一种流量控制方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于一种流量控制方法等。

在一些实施例中，一种流量控制装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对一种流量控制装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的一种流量控制装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：一种流量控制方法。

最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。

可以理解的是，如果上述实施例中的方法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全部或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，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。

以上对本申请所提供的一种流量控制方法、装置及其介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种流量控制方法，其特征在于，包括：

对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，分别记为接收数据量和发送数据量；

根据所述接收数据量和所述发送数据量的关系获取结束阈值；

当缓存的数据量大于开始阈值时通知上游模块减少发送数据的速率；其中，所述开始阈值大于所述结束阈值，小于FIFO存储器的容量；

当缓存的数据量小于所述结束阈值时通知所述上游模块恢复原发送数据的速率。

2.根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，所述根据所述接收数据量和所述发送数据量的关系获取结束阈值包括：

当所述接收数据量大于所述发送数据量的四倍时，获取第一结束阈值，否则进入下一步；

当所述接收数据量大于所述发送数据量的两倍时，获取第二结束阈值，否则进入下一步；

当所述接收数据量大于所述发送数据量时，获取第三结束阈值，否则结束本方法；其中，所述第一结束阈值小于所述第二结束阈值，所述第二结束阈值小于所述第三结束阈值。

3.根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，所述开始阈值由当前FIFO存储器的容量、时钟周期和所述FIFO存储器与所述上游模块之间的间隔拍数决定。

4.根据权利要求2所述的流量控制方法，其特征在于，所述第一结束阈值由所述FIFO存储器的深度决定。

5.根据权利要求2所述的流量控制方法，其特征在于，所述第二结束阈值和所述第三结束阈值由所述开始阈值决定。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的流量控制方法，其特征在于，所述根据所述接收数据量和所述发送数据量的关系获取结束阈值，包括：

每过所述预设时长重新获取所述结束阈值。

7.根据权利要求6所述的流量控制方法，其特征在于，还包括：

检测到存储空间已满时停止接收数据；检测到存储空间中无缓存数据时停止发送数据。

8.一种流量控制装置，其特征在于，包括：

计数模块，用于对预设时长内接收到的数据和发送出的数据进行计数，分别记为接收数据量和发送数据量；

获取模块，用于根据所述接收数据量和所述发送数据量的关系获取结束阈值；

减少模块，用于当缓存的数据量大于开始阈值时通知上游模块减少发送数据的速率；

恢复模块，用于当缓存的数据量小于所述结束阈值时通知所述上游模块恢复原发送数据的速率。

9.一种流量控制装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的一种流量控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的一种流量控制方法的步骤。

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