CN1380771A - 分级指导随机提早丢弃队列管理机制的实现方法和电路 - Google Patents

Abstract

本发明是因特网上向用户提供有区别服务的单队列管理机制,该机制克服了同类机制中普遍存在的不能很好维护等级业务间带宽分配或高服务等级用户的实际服务质量有可能劣于低服务等级用户等问题。该机制通过测量各业务类占用带宽,将测量带宽与分配带宽比较,为每业务类产生丢弃策略指示和指导丢弃概率,指导该业务进行抢占调整、退让调整或不做调整,及所需的调整量。实施中还参照RED算出的丢弃概率,来一并确定如何丢弃分组。

Description

分级指导随机提早丢弃队列管理机制的实现方法和电路

本发明涉及如何在因特网上向用户提供有区别服务(DifServ)的队列管理机制。

目前因特网采用的是一个普遍公平和尽力而为(best effort)的网络服务机制，不对网络用户提供任何有关服务质量的保证。虽然这样的服务提供方式保证了网络业务的普及性，但也同时阻碍了一些对网络服务质量较高的新技术和新业务的开展，因此有必要为网络用户提供某种程度的服务质量保证。综合服务(IntServ)和有区别服务(DifServ)是目前公认的提供网络服务质量的两个基本框架，前者是基于连接的而后者是基于服务等级的。综合服务能够满足用户精细的服务质量要求，但网络必须记录每个连接，还必须有一个功能强大的接纳控制(AC：Admission Control)相配合，所涉及的复杂网络控制功能使得它非常难以实现。有区别服务对网络控制功能的要求较低，因此较容易保持网络的可扩展性，它的主要问题是由于缺乏必要的接纳控制功能，当使用高等级服务的用户过多时，使用服务等级较高的用户所得到的实际服务质量反而有可能低于那些使用服务等级较低的用户。

目前已有的网络提供有区别服务的机制包括调度和队列管理两种方案。在队列管理方案中又有多队列和单队列两种实现方法，本发明给出的设计和实现是一种基于单队列管理的实现方案。RIO是已有的基于单队列管理的实现方案的典型设计，它对熟知的随机提早丢弃(RED)队列管理机制进行了小量修改，用两条不同斜率和起止点的斜线来分别计算不同业务等级的分组丢弃率，其他工作(WRED等)的基本思想脉络不过是将RIO的两条斜线推广到多条斜线以适应多个业务等级。基于RIO的队列管理的主要问题是不能很好地控制网络资源在业务等级之间的划分，而且无法保证高等级用户的服务质量永远不低于较低等级用户的服务质量。

本发明的目的是给出一套能为TCP协议类型(包括各种TCP友好协议)用户提供有区别服务的分级指导随机提早丢弃(CGRED：Class Guided RED)队列管理机制的实现方法和电路(以下简称为CGRED)。CGRED机制保持了有区别服务简单易行，可扩展性好的特点，同时防止了有区别服务中高服务等级用户的实际服务质量劣于低服务等级用户的问题。

本发明的解决方案是：为每个业务等级设置一个丢弃策略指示和一个指导丢弃率，在队列管理实施中，定期测量各等级业务的实际占用带宽。对每个等级的业务，根据测量的实际占用带宽和预先设定的分配带宽的差别，采用丢弃策略指示标明当前该业务需要进行抢占调整、退让调整或无须调整，并用指导丢弃概率规定具体的调整量。在实施对分组的丢弃时，根据分组所在业务等级的丢弃策略指示和指导丢弃率的值，并参照标准RED按照平均队列长度计算出的丢弃概率当前值，计算出实际应用于每个分组的具体丢弃概率，并以这个概率判决是否丢弃该分组。

在各等级业务实际占用带宽的测量中，采用了测量固定时间间隔的瞬时占用带宽，并通过低通过滤守护的方法，能有效防止由于调整等其他因素造成的时间抖动。

对于每一个给定等级的业务采用了如下的丢弃策略指示原则：

   抢占调整：若当前该业务的估计占用带宽小于分配带宽、且优先级低于该业务的

      所有业务的估计占用带宽的总和大于相应的分配带宽的总和，则用丢弃策略指示

      标明当前该业务需要进行抢占调整；

   退让调整：若当前该业务的估计占用带宽大于分配带宽、且优先级高于该业务的

      所有业务的估计占用带宽的总和小于相应的分配带宽的总和，则用丢弃策略指示

      标明当前该业务需要进行退让调整；

   无须调整：若不是上述两种情况，则用丢弃策略指示标明当前该业务无须调整；

   优先级最高的业务无须做退让调整；

   优先级最低的业务无须做抢占调整。

采用了丢弃策略引导的自适应算法对指导丢弃概率进行更新，其更新有两个梯度方向，当进行抢占调整时这两个梯度方向分别为该业务的规一化占用带宽和优先级低于该业务的所有业务的规一化总占用带宽；当进行退让调整时这两个梯度方向分别为该业务的规一化占用带宽和优先级高于该业务的所有业务的规一化总占用带宽。

对具体分组实施丢弃时，采用了丢弃策略指示和指导丢弃率引导标准RED的算法，即根据目前的平均队长用标准RED算法计算出一个RED丢弃概率，当收到一个分组后，首先检查分组所在业务等级的丢弃策略指示，根据丢弃策略指示做：

   若该指示为无须调整，则用RED丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率并将该业

      务等级的指导丢弃概率的值设定为RED丢弃概率；

   若该指示为抢占调整，则检查该业务等级的指导丢弃概率是否小于RED丢弃概

      率，若小于则用该业务等级的指导丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率，否则用

      RED丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率并将该业务等级的指导丢弃概率的值

      设定为RED丢弃概率；

   若该指示为退让调整，则检查该业务等级的指导丢弃概率是否大于RED丢弃概

      率，若大于则用该业务等级的指导丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率，否则用

      RED丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率并将该业务等级的指导丢弃概率的值

      设定为RED丢弃概率。从上面分组丢弃概率的计算准则可以看出，系统有两个工作模式，当所有业务类的丢弃策略指示均为无须调整时，系统是由RED控制的，我们称这时系统工作在RED模式，当存在业务类的丢弃策略指示为抢占调整或退让调整时，我们称系统工作在指导模式。由于采用了在丢弃策略控制下，用RED丢弃概率引导指导丢弃概率初始值，在分组丢弃时用指导丢弃概率界定RED丢弃概率的方法，使得本发明的CGRED有好的控制精度，对控制参数的选择不敏感。特别的是系统在RED工作模式上形成一个向高等级业务倾斜的平衡点，拿2个业务等级的系统来说，如果同时高业务等级的总占用带宽大于其总分配带宽，且低业务等级的总占用带宽小于其总分配带宽，则指导机制不做任何调整，系统完全靠RED进行控制，RED的控制倾向是将所有流的速率拉向一致，若这时高业务等级的单流速率高于低业务等级的单流速率，则在RED的控制下，系统向减小高业务等级的总占用带宽和增大低业务等级的总占用带宽的方向调整，一旦系统进入高业务等级的总占用带宽小于其总分配带宽，或者低业务等级的总占用带宽大于其总分配带宽，则系统进入指导模式，指导机制将发挥作用，保证高低等级业务的带宽占用比例；反之若这时高业务等级的单流速率低于低业务等级的单流速率，则在RED的控制下，系统向增大高业务等级的总占用带宽和减小低业务等级的总占用带宽的方向调整，直到将所有流的速率调齐，系统一直处于RED模式，若没有外部负荷的变化，则系统将一直平衡在这个状态；另一方面，若高业务等级的总占用带宽小于其总分配带宽，或者低业务等级的总占用带宽大于其总分配带宽，则指导机制生效，系统要向增大高业务等级的总占用带宽和减小低业务等级的总占用带宽的方向调整。正是这一点，使得CGRED能够保证高业务等级用户的实际占用带宽不会明显(除由于RED算法本身会带来吞吐量的波动外)低于低业务等级用户的实际占用带宽。

本发明具有下列积极效果：CGRED是因特网上向用户提供有区别服务的一个有效队列管理机制，它实现简单，有很强的可扩展性，系统顽健，同时能够保持高等级业务对于低等级业务的绝对优先权，因此可以使得向用户提供有区别服务更加合理，更能被用户所接受。

下面对照附图对本发明进行详细说明。

本发明是在一个网络结点实施的队列管理机制，因此对网络结点的参数做如下假定：

  物理参数：

      出口链路带宽  W；

      缓存长度  B；

  设定参数：

      标准RED的参数：

          最小队列门限 Lmin；

          最大队列门限 Lmax；

          斜率倒数     Maxp；

      业务等级参数：

          业务类集合：S＝{0,1,…，N-1}，

          业务类的等级：这里假定业务等级的高低与业务类的标号一致，即业务类s

                      的等级高于所有标号小于s的其他业务类，如业务类1的等级

                      高于业务类0，业务类4的等级高于业务类0、1、2、和3等；

           业务类的带宽分配系数：

，确定了分配给每类

                      业务的带宽比例，业务类s的分配带宽比例为r_s；

           业务类的分配带宽：(W₀，W₁，…，W_N-1)，W_s＝r_sW是分配给业务类s的带宽；为了统一，在上面的所有带宽参数中均采用比特/秒为单位。

CGRED的构成参照图1，由业务类分离器、瞬时占用带宽统计模块、占用带宽估计模块、分组丢弃概率产生模块、丢弃策略和指导概率生成器、定时器、分组接纳丢弃控制单元、缓存单元和标准RED丢弃概率估计单元9部分组成。其中的业务类分离器、丢弃策略和指导概率生成器、定时器、分组接纳丢弃控制单元、缓存单元和标准RED丢弃概率估计单元在系统中分别只有一个，瞬时占用带宽统计模块、占用带宽估计模块和分组丢弃概率产生模块三个模块组成一个业务类处理单元，系统要为每一个业务类分别设置这样的一个业务类处理单元。

到达系统的分组首先由业务类分离器按分组标定的业务类型分离到不同的业务类处理单元；业务类处理单元中的瞬时占用带宽统计模块对到达的本业务类的分组进行按分组长度加权的计数，当定时器通过输出指明预定的定时间隔到达时，瞬时占用带宽统计模块将计数值送交本业务类处理单元的占用带宽估计模块，并对本模块的计数值清零；占用带宽估计模块采用低通过滤的方法从原有的占用带宽估计值和新输入的瞬时占用带宽统计值，计算出新的占用带宽估计值，并将这个值输出到丢弃策略和指导概率生成器；丢弃策略和指导概率生成器在收到所有业务类处理单元送交的占用带宽估计值后，为每个业务类计算出丢弃策略指示和指导丢弃概率的值，并将这个值分别送交对应的业务类处理单元的分组丢弃概率产生模块；业务类处理单元的分组丢弃概率产生模块记录丢弃策略和指导概率生成器送交的、适用于本业务类的丢弃策略指示和指导丢弃概率的值，并能随时收到标准RED丢弃概率估计单元送出的RED丢弃概率，当有一个本业务类的分组到达时，分组丢弃概率产生模块根据丢弃策略指示、指导丢弃概率的值和RED丢弃概率，计算出该分组的实际丢弃概率，并将这个概率送交分组接纳丢弃控制单元；分组接纳丢弃控制单元根据收到的一个分组的实际丢弃概率，实施对该分组的接纳丢弃控制，被接纳的分组送往缓存单元；标准RED丢弃概率估计单元一直在监测缓存单元的实际队列长度，根据标准的RED算法从实际队列长度计算出平均队列长度，并根据平均队列长度计算出RED丢弃概率，分送所有业务类处理单元的分组丢弃概率产生模块；系统的定时器是一个循环定时器，它按预先设定的定时时间间隔周期地产生指明定时到达的脉冲。现按单元将CGRED的功能和实现分述如下：定时器：定时器是一个循环定时器，它按预先设定的定时时间间隔周期地产生指明定时到达的脉冲，下面用τ表示预先设定的定时时间间隔，并称定时到达的事件为定时器到时。业务类分离器：业务类分离器的功能是抽取每个分组标定的业务类标识，并根据这个业务类标识将分组引导到相应的业务类处理单元。分组如何承载业务类标识不在本发明的发明之内，在IP分组中可以考虑用分组头的TOS字段承载这个标识。业务类处理单元：业务类处理单元由瞬时占用带宽统计、占用带宽估计和分组丢弃概率产生三个模块组成。所有不同业务类所使用的业务类处理单元的内部构成是相同的，不同等级的业务类的业务类处理单元在处理该等级业务所表现出的不同行为，完全是由分组丢弃概率产生模块收到的丢弃策略指示的值和指导丢弃概率的值有所不同造成的。各模块的功能分述如下：

瞬时占用带宽统计模块：瞬时占用带宽统计模块的构成如图2所示，由分组长度提取单元、瞬时占用带宽寄存器、加法器和输出锁存器组成。它的输入为到达分组和定时器到时信号，输出为锁定的瞬时占用带宽值。瞬时占用带宽寄存器存有一个加权计数值w，分组长度提取单元提取到达分组的长度，并通过加法器将瞬时占用带宽寄存器存放的计数值w与到达分组的分组长度相加，相加后的结果反馈回瞬时占用带宽寄存器锁定。在预先设定的定时时间间隔到达时，定时器到时信号将瞬时占用带宽寄存器存放的瞬时占用带宽值锁入输出锁存器，并同时将瞬时占用带宽寄存器清零。瞬时占用带宽统计模块实现的算法流程如下：

   定时器到时：

       锁定当前计数值w；

       对瞬时占用带宽寄存器清零：w＝0；

   当有分组P到达：

       抽取分组P的长度，记为l(P)比特；

       更新瞬时占用带宽寄存器的值：w＝w+l(P)；为了保证瞬时占用带宽统计模块的统计精度，定时器设定的定时间隔最好能够保证最小分配带宽的业务在一个定时时间间隔内有10个以上的平均分组长度的分组。

占用带宽估计模块：占用带宽估计模块的构成见图3，由占用带宽估计寄存器、1/τ、α和1-α三个乘法器和一个加法器组成。占用带宽估计模块的输入是来自瞬时占用带宽统计模块的瞬时占用带宽统计值w，输出是占用带宽估计值

。占用带宽估计寄存器存放占用带宽估计值

，当定时器到时，占用带宽估计模块收到瞬时占用带宽统计模块送交的瞬时占用带宽统计值w后，用下面公式计算新的占用带宽估计值： $\hat{W}=\mathrm{\α}\hat{W}+(1-\mathrm{\α})\frac{w}{\mathrm{\τ}}$ 计算出的这个占用带宽估计值 反馈回占用带宽估计寄存器锁定，输出到丢弃策略和指导概率生成器，另一方面还为下一个定时间隔的新的占用带宽估计使用。这里的参数α是低通过滤系数，可在0.5到0.999中选择，系数越大，估计出的占用带宽越平滑，但会使系统的惯性增大，减小系统对负荷变化的反应速度，因此建议首先在0.9和0.99之间选择。

分组丢弃概率产生模块：分组丢弃概率产生模块的构成见图4，由指导丢弃概率寄存器、丢弃策略指示寄存器、选择器(3选1)、输出锁存器、最小值计算器和最大值计算器组成，分组丢弃概率产生模块的输入量包括来自丢弃策略和指导概率生成器的丢弃策略指示g和指导丢弃概率q_g，来自分组丢弃概率产生模块标准RED丢弃概率估计单元的RED丢弃概率q_R，和来自业务类分离器的分组到达指示信号，输出信号包括送往分组接纳丢弃控制单元的与每个到达分组相对应的实际丢弃概率q_P，以及返回丢弃策略和指导概率生成器作为计算下一个指导丢弃概率初值的指导丢弃概率值。在定时器到时后，会收到的从丢弃策略和指导概率生成器新送来的丢弃策略指示g和指导丢弃概率q_g，分组丢弃概率产生模块分别用丢弃策略指示寄存器和指导丢弃概率寄存器锁定这两个值。分组丢弃概率产生模块一直通过最小值计算器和最大值计算器分别计算指导丢弃概率q_g和RED丢弃概率q_R间的最小值min{q_R，q_g}和最大值max{q_R，q_g}，计算出的最小值min{q_R，q_g}、最大值max{q_R，q_g}、以及RED丢弃概率q_R被分别连接到选择器的不同输入端口，而丢弃策略指示g被连接到选择器的控制端口，当g的值为无须调整时，选择器输出端口值为q_R；当g的值为退让调整时，选择器输出端口值为max{q_R，q_g}_R；当g的值为抢占调整时，选择器输出端口值为min{q_R，q_g}。当本业务类的一个分组P到达后，业务类分离器产生的分组到达指示信号，将选择器的输出锁入输出锁存器，作为送往分组接纳丢弃控制单元的与该到达分组相对应的实际丢弃概率q_P，同时分组到达指示信号还将选择器的输出锁入指导丢弃概率寄存器，作为新的指导丢弃概率值q_g。指导丢弃概率寄存器的输出端口一直与丢弃策略和指导概率生成器相连，为丢弃策略和指导概率生成器在生成新的指导丢弃概率时提供初值。图4所示分组丢弃概率产生模块实现的算法流程如下：

   当分组P到达：

       如果g＝抢占调整，则q_P＝min{q_R，q_g}；

       如果g＝退让调整，则q_P＝max{q_R，q_g}；

       如果g＝无须调整，则q_P＝q_R；

       令q_g＝q_P。与上面等价的算法流程是：

   当分组P到达：

       令q_P＝q_R；

       如果((g＝抢占调整且q_R＞q_g)或者(g＝退让调整且q_R＜q_g))，则令q_P＝q_g；

       否则令q_g＝q_R。分组接纳丢弃控制单元：分组接纳丢弃控制单元的构成参照图5，由随机数产生器、比较器和开关模块组成，分组接纳丢弃控制单元的输入是到达分组P，以及与其对应的实际丢弃概率qP，分组接纳丢弃控制单元的输出是接纳的分组。每个分组的到达将触发随机数产生器独立地产生一个在0、1间均匀分布的随机数x，x的值和分组的实际丢弃概率q_P被分别送到比较器的输入端口，若x的值小于分组的实际丢弃概率q_P则比较器的输出为0，反之为1。比较器的输出用来控制一个开关，开关的数据输入是到达分组，开关有两个输出端口，Oa和Ob，当开关的控制输入为1时，输出Oa与输入相连，输出Ob挂空，当开关的控制输入为0时，输出Ob与输入相连，输出Oa挂空。在分组接纳丢弃控制单元中，将开关Ob输出端口空接，而将Oa输出端口作为整个单元的输出端口接到缓存单元。图5所示分组接纳丢弃控制单元实现如下的算法流程：

   当分组P到达：

       产生一个在0、1间均匀分布的随机数x.

       如果x＜q_P，则丢弃分组P；

       否则接纳分组P。丢弃策略和指导概率生成器：丢弃策略和指导概率生成器的构成参照图6，由一个输入锁定和预处理模块，以及多个判决计算模块组成。每一个业务类对应于一个判决计算模块，且所有判决计算模块的内部结构均是相同的。输入锁定和预处理模块的构成参照图7，由寄存器和加法器组成。图7所示的是4个业务类的输入锁定和预处理模块，多个业务类的模块的构造是类似的。输入锁定和预处理模块中的寄存器分为两组：一组用于锁定系统为每个业务类配置的带宽W_j，另一组用来在每个定时信号到达时锁定占用带宽估计器的最新估计 。加法器针对每一个业务类j，计算等级高于该业务的所有业务的分配带宽总和U_j和估计带宽总和

，以及等级低于该业务的所有业务的分配带宽总和V_j和估计带宽总和

。所有业务类的W_j、 、U_j

、V_j、和

作为输入锁定和预处理模块的输出。一个业务类所对应的判决计算模块只与该业务类有关的输入锁定和预处理模块的输出相连，业务类j所对应的判决计算模块的输入为W_j、

、U_j、 、V_j、和

。判决计算模块的构成参照图8，由比较器/除法器单元、逻辑单元和计算单元组成。丢弃策略和指导概率生成器在定时器到时后，接到从各个业务类处理单元送交的对每个业务类的占用带宽估计值

，并根据预先设定的各业务类的分配带宽{W_i：0≤i＜N}，分别计算回送给各业务类处理单元的丢弃策略指示{g_i：0≤i＜N}和指导丢弃概率

。计算的算法流程如下：对于业务类i：

g_i＝无须调整；

如果 且

则g_i＝退让调整； $q_g^{\left(i\right)}=q_g^{\left(i\right)}-\frac{1}{{\mathrm{Maxp}}_i^b}(1-\frac{{\hat{W}}_i}{W_i})+\frac{1}{{\mathrm{Maxp}}_i^r}(1-\frac{{\mathrm{\Σ}}_{j>i}{\hat{W}}_j}{{\mathrm{\Σ}}_{j>i}{W}_j});$

如果

且 则g_i＝抢占调整； $q_g^{\left(i\right)}=q_g^{\left(i\right)}-\frac{1}{{\mathrm{Maxp}}_i^b}(1-\frac{{\hat{W}}_i}{W_i})+\frac{1}{{\mathrm{Maxp}}_i^r}(1-\frac{{\mathrm{\Σ}}_{j>i}{\hat{W}}_j}{{\mathrm{\Σ}}_{j>i}{W}_j});$ 上面对指导丢弃概率自适应更新算法中的更新系数 和

可在30到500之间选择。当系统负荷变化不大或不频繁时可选择较大的数，以保证控制精度，反之选择较小的数，以取得对负荷变化的快速响应。缓存单元和标准RED丢弃概率估计单元：缓存单元和标准RED丢弃概率估计单元与标准的RED队列管理所采用的对应单元相同，缓存单元为被接纳的分组提供缓存空间，以FIFO的方式将分组经输出端口送往链路。标准RED丢弃概率估计单元根据缓存单元的瞬时长度计算平均队长，并根据平均队长和设定的上下缓存门限Lmin和Lmax，以及斜率倒数Maxp计算RED丢弃概率q_R，并随时将计算的结果提供给所有业务类处理单元的分组丢弃概率产生模块。

Claims (5)

1、提供有区别服务的分级指导随机提早丢弃队列管理机制的实现方法和电路，是一种基于单队列管理的等级服务机制，除了保障资源共享外，其主要特征是保证了高等级业务的实际服务质量不会低于低等级业务的实际服务质量，为此，在实现中为每个业务等级设置了一个丢弃策略指示和一个指导丢弃率，在队列管理实施中，定期测量各等级业务的实际占用带宽，对每个等级的业务，根据测量的实际占用带宽和预先设定的分配带宽的差别，采用丢弃策略指示标明当前该业务需要进行抢占调整、退让调整或无须调整，并用指导丢弃概率规定具体的调整量，在实施对分组的丢弃时，根据分组所在业务等级的丢弃策略指示和指导丢弃率的值，并参照标准RED按照平均队列长度计算出的丢弃概率当前值，计算出实际应用于每个分组的具体丢弃概率，并以这个概率判决是否丢弃该分组；

2、按照权利要求1所述的提供有区别服务的分级指导随机提早丢弃队列管理机制的实现方法和电路中，各等级业务实际占用带宽的测量方法和电路，其主要特征是设定一个测量时间间隔，分别统计每个时间间隔内各个业务等级的瞬时占用带宽，采用低通过滤的办法对每个业务的瞬时占用带宽分别进行守护，得到当前该业务的估计占用带宽；测量时间间隔可根据分组长度和分配带宽设定，一般最好能保证对于最小分配带宽的业务在测量时间间隔内有10个以上的平均分组长度的分组，低通过滤的系数可在0.5到0.999中选择，建议首先在0.9到0.99之间选择；

3、按照权利要求1所述的提供有区别服务的分级指导随机提早丢弃队列管理机制的实现方法和电路中，丢弃策略指示的计算方法和电路，其主要特征是对一个给定等级的业务，若当前该业务的估计占用带宽小于分配带宽、且优先级低于该业务的所有业务的估计占用带宽的总和大于相应的分配带宽的总和，则用丢弃策略指示标明当前该业务需要进行抢占调整；若当前该业务的估计占用带宽大于分配带宽、且优先级高于该业务的所有业务的估计占用带宽的总和小于相应的分配带宽的总和，则用丢弃策略指示标明当前该业务需要进行退让调整；否则用丢弃策略指示标明当前该业务无须调整；优先级最高的业务无须做退让调整而优先级最低的业务无须做抢占调整；

4、按照权利要求1所述的提供有区别服务的分级指导随机提早丢弃队列管理机制的实现方法和电路中，指导丢弃概率的计算方法和电路，其主要特征是对一个业务进行调整时用自适应的算法对指导丢弃概率进行更新，其更新有两个梯度方向，为了下面叙述方便，我们规定一个业务等级的规一化占用带宽为其实际占用带宽与所分配带宽的比值，而一组业务等级的规一化总占用带宽为组中所有业务等级的占用带宽之和与组中所有业务等级的所分配带宽之和的比值；当进行抢占调整时这两个梯度方向分别为该业务的规一化占用带宽和优先级低于该业务的所有业务的规一化总占用带宽；当进行退让调整时这两个梯度方向分别为该业务的规一化占用带宽和优先级高于该业务的所有业务的规一化总占用带宽；具体的说，当进行抢占调整时，指导丢弃概率的计算方法为：

指导丢弃概率＝指导丢弃概率-更新系数×(1-该业务规一化占用带宽)+更新系数×(1-

优先级低于该业务的所有业务的规一化总占用带宽)；当进行退让调整时，指导丢弃概率的计算方法为：

指导丢弃概率＝指导丢弃概率-更新系数×(1-该业务规一化占用带宽)+更新系数×(1-

优先级高于该业务的所有业务的规一化总占用带宽)；上述自适应算法中，每次更新的初值由对分组计算实际丢弃概率的单元返回，动态反应系统的调整情况；如果自适应算法计算出的指导丢弃概率小于0或大于1，则将指导丢弃概率的值嵌位于0或1；可以针对不同优先等级的业务以及不同的更新梯度方向选取不同的更新系数，本发明建议更新系数在1/30到1/500之间选择；

5、按照权利要求1所述的提供有区别服务的分级指导随机提早丢弃队列管理机制的实现方法和电路中，对具体分组实施丢弃的方法和电路，其主要特征是采用标准RED根据目前的平均队长计算出一个RED丢弃概率，当收到一个分组后，首先检查分组所在业务等级的丢弃策略指示，若该指示为无须调整，则用RED丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率并将该业务等级的指导丢弃概率的值设定为RED丢弃概率；若该指示为抢占调整，则检查该业务等级的指导丢弃概率是否小于RED丢弃概率，若小于则用该业务等级的指导丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率，否则用RED丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率并将该业务等级的指导丢弃概率的值设定为RED丢弃概率；若该指示为退让调整，则检查该业务等级的指导丢弃概率是否大于RED丢弃概率，若大于则用该业务等级的指导丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率，否则用RED丢弃概率作为该分组的实际丢弃概率并将该业务等级的指导丢弃概率的值设定为RED丢弃概率。

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