CN1859283A - 报文调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种报文调度方法包括：在上行将接收的报文缓存到各个调度管道对应的队列；对报文进行调度时，下行确定传送报文的调度管道，并通过所述确定的调度管道向上行发送调度消息；上行接收到下行的所述调度消息之后，按照所述调度消息所指定的报文数量，将所述报文通过所述调度管道发往下行；下行收到所述报文后，直接将所述报文发送出去。报文调度装置包括控制单元及转发单元。采用上下行配合的单步调度模式，可简化目前的调度机制，在设计及管理上较为简单，由此，简化了现有的报文调度机制，提高了报文调度的效率，从而提高系统的性能。
Description
技术领域
本发明涉及报文转发技术，更确切地说，涉及通信系统中的报文调度方法及装置。
背景技术
通常，高端路由器使用硬件转发技术提供快速转发，其使用的交换系统主要由交换网、网络处理器及流量管理器等组成。其中，交换网实现快速交换；网络处理器负责快速路由，并对报文进行分类、接入控制等；流量管理器管理到达路由器的流量，通过流量管理策略的实施来实现拥塞管理和拥塞避免。所述拥塞管理即：当报文到达网络设备接口的速度大于接口的发送能力时，即将产生拥塞，拥塞发生时，一般采用队列调度技术加以解决，每一种队列调度技术均用于解决特定问题，均会对网络性能产生特定影响；目前所提供的队列调度技术包括先入先出、优先队列、公平队列、加权公平队列等。所述拥塞避免即：用于监控网络负载，预见并避免拥塞的发生，拥塞避免一般通过丢包技术实现，包括尾丢弃、随机早期检测、加权随机早期检测等技术。
队列与调度是用于实现拥塞管理的主要技术。在目前常用的系统中，于交换网的两侧，即系统的上行及下行，均可提供流量管理功能。报文于上下行均可进行缓存，分别进行调度，如图1所示，图1为现有的报文调度模型。使用图1所示的调度模型时报文的调度过程为：
(1)上行入队：在报文到达之后，根据报文报头中的目的地址及服务等级等属性进行入队操作，报文被入到不同的队列缓存起来；
(2)上行调度：根据上行调度策略，对报文进行调度；
(3)上行出队：报文出队，发往交换网；
(4)下行入队：报文到达之后，根据一定的规则进行分类，缓存到不同的队列中；
(5)下行调度：根据下行调度策略，对报文进行调度；
(6)下行出队：报文出队，发往下行网络处理器或者物理接口；
(7)分片和重组：对于高速的交换系统，报文在发到交换网前要进行分片，在下行进行重组。
上述的调度模型是采用上下行调度的调度模型，其于上下行均需要足够大小的内存以进行数据缓存，因此，不但造成内存空间的浪费，而且由于模型设计较为复杂，导致报文调度的执行及管理均较为复杂，大大降低的系统的性能。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种报文调度方法及装置，其可简化现有报文调度机制，简化报文调度装置的设计及管理，提高报文调度的效率。
为解决上述问题，本发明提供的报文调度方法包括：
(a)在上行将接收的报文缓存到各个调度管道对应的队列；
(b)对报文进行调度时，下行确定传送报文的调度管道，并通过所述确定的调度管道向上行发送调度消息；
(c)上行接收到下行的所述调度消息之后，按照所述调度消息所指定的报文数量，将所述报文通过所述调度管道发往下行；
(d)下行收到所述报文后，直接将所述报文发送出去。
可选地，所述步骤(a)包括：
(a1)对所述接收报文进行分类；
(a2)将所述分类后的报文列入不同的调度管道对应的队列中进行缓存。
其中，步骤(a1)中根据报文的源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号及服务类型中的一元或几元组对报文进行分类。
可选地，步骤(a2)之前还包括：
对分类的报文进行拥塞管理及拥塞避免。
可选地，在执行步骤(b)之前还包括对所述报文进行分片，在执行步骤(c)之前还包括对所述报文进行重组。
其中，所述调度采用严格优先级调度、加权轮转调度、定制调度或分级调度。
相应地，本发明提供的报文调度装置包括控制单元及转发单元，其中，所述控制单元用以建立及维护调度管道、建立上下行管道调度表及下发不同调度策略及算法的配置；所述转发单元用于响应所述控制单元进行分配和管理调度的流量。
可选地，所述控制单元包括：主控制单元、上行控制单元及下行控制单元，其中，所述主控制单元用于向所述上行控制单元及所述下行控制单元发送建立调度管道的消息；所述上行控制单元及下行控制单元用于根据所述建立调度管道的消息发送分配队列资源的消息至所述转发单元。
可选地，所述转发单元包括：上行硬件控制单元及下行硬件控制单元，其中，所述上行硬件控制单元用于为上行控制单元分配上行硬件资源；所述下行硬件控制单元用于为下行控制单元分配下行硬件资源。
相应地，本发明提供的调度管道的建立方法包括：
A、主控制单元分别向上行控制单元及下行控制单元发起建立调度管道的消息并建立调度管道表；
B、上行控制单元接收所述的建立调度管道的消息，激活上行硬件单元所对应的上行调度资源，使能所述调度管道表中相应的表项，建立上行调度管道，并向下行控制单元发送所述上行调度管道建立完成的消息；
C、下行控制单元接收所述的发起建立调度管道的消息，激活下行硬件单元所对应的下行调度资源，使能所述调度管道表中相应的表项，建立下行调度管道，并向上行控制单元发送所述下行调度管道建立完成的消息；
D、当下行控制单元接收到所述的上行调度管道建立完成的消息且所述下行调度管道的状态为等待所述上行调度管道反馈的状态，则使能下行硬件控制单元的下行调度资源的调度标志位，将所述下行调度管道的状态改为可调度。
可选地，在所述步骤A中，若所述要建立的调度管道为静态调度管道，则不建立调度管道表项。
可选地，在所述步骤B中，所述建立的上行调度管道为静态调度管道时，还包括激活上行硬件单元所对应的上行队列，使能所述调度管道表中相应的表项。
可选地，在所述步骤B中，所述建立的上行调度管道为动态调度管道时，还包括向上行硬件单元申请分配上行队列并激活。
可选地，在所述步骤C中，所述建立的下行调度管道为静态调度管道时，还包括激活下行硬件单元所对应的下行调度资源，激活所述调度管道表中相应的表项。
可选地，在所述步骤C中，所述建立的下行调度管道为动态调度管道时，还包括向下行硬件单元申请下行调度资源并动态建立调度管道表表项，将下行调度管道的状态修改为等待上行调度管道反馈的状态。
可选地，在所述步骤D中，所述建立的下行调度管道为动态调度管道时，还包括向主控制单元发送调度管道建立完成消息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提供的报文调度方法、报文调度装置及调度管道的建立方法采用上下行配合的单步调度模式，可简化目前的调度机制，其中，上行只进行数据缓存，而不需要维护调度模型，所有调度工作均由下行完成。所以，本发明所提供的报文调度方法、报文调度装置及调度管道的建立方法在设计及管理上较为简单，由此，简化了现有的报文调度机制，提高了报文调度的效率，从而提高系统的性能。
附图说明
图1是现有的现有的报文调度模型示意图；
图2是本发明的报文调度方法流程图；
图3是本发明的报文调度装置的方框图。
具体实施方式
请参照图2所示，图2是本发明的报文调度方法示意图。在上行侧，接收到报文后，首先对所述接收的报文进行分类，其中，该分类可根据所接收报文的源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号及服务类型中的一元或几元组对其进行分类；然后，将所述分类后的报文列入不同的调度管道所对应的队列中进行缓存，其中，在对报文进行缓存之前，也可先对分类后的报文进行拥塞管理及拥塞避免，本实施方式中，所述拥塞管理及拥塞避免采用丢包技术实现，包括可通过尾丢弃、随机早期检测或加权随机早期检测等算法加以实现。
另外，对于高速的交换系统，可在报文被发送至交换网之前对其进行分片处理。接下来，在下行侧，在对报文进行调度时，下行确定传送报文的调度管道，并通过所述确定的调度管道向上行发送调度消息。
上行接收到下行的所述调度消息之后，按照所述调度消息所指定的报文数量，将所述报文通过所述调度管道发往下行，其中，可在将所述报文发往下行之前对所述报文进行重组。最后，下行收到所述报文后，直接将所述报文发送出去。
可以理解，本发明所述的报文调度方法中所述的调度可采用严格优先级调度、加权轮转调度、定制调度或分级调度。
请参照图3所示，图3为本发明报文调度装置的方框图。本发明的报文调度装置包括控制单元及转发单元，其中，所述控制单元用以建立及维护调度管道、建立上下行管道调度表及下发不同调度策略及算法的配置；所述转发单元用于响应所述控制单元进行分配和管理调度的流量。
其中，所述控制单元包括：主控制单元、上行控制单元及下行控制单元；所述转发单元包括：上行硬件控制单元及下行硬件控制单元。
所述主控制单元用于发起调度管道的建立及管理，通过向所述上行控制单元及所述下行控制单元发送建立调度管道的消息实现，调度管道的上行和下行分别由上行控制单元和下行控制单元管理，当调度管道的状态处于可调度状态时，即完成了整个调度管道的建立，数据可以入相应调度管道所对应的队列中，然后，由调度管道所对应的下行调度资源调度至出端口。所述上行控制单元及下行控制单元用于根据所述建立调度管道的消息发送分配队列资源的消息至所述转发单元。其中，所述上行控制单元负责向上行硬件控制单元申请队列资源，维护队列与调度管道的对应关系，并管理上行调度管道表，对于静态调度管道，所述上行控制单元只管理调度管道的状态，而对于动态调度管道，所述上行控制单元除管理调度管道的状态之外，还要负责资源的分配和释放。所述下行控制单元负责向下行硬件控制单元申请硬件资源并管理下行调度管道，当下行调度管道建立完成，通知主控制单元调度管道处于可调度状态。
所述上行硬件控制单元用于为上行控制单元分配上行硬件资源，以实现硬件的入队列算法，其支持尾丢弃、随机早期检测及加权随机早期检测等算法，当调度管道处于可调度状态时，此时通过控制通道接收下行硬件控制的各种控制单元或控制数据包，并通过数据通道向下行发送数据。所述下行硬件控制单元用于为下行控制单元分配下行硬件资源，以实现硬件的调度算法，支持严格优先级调度、加权轮转调度和定制调度等调度算法，当调度管道处于可调度状态时，通过控制通道向上行硬件控制发送调度消息并通过数据通道接收数据。
同样请参照图3所示，其还揭示了本发明所述的调度管道的建立方法。该方法包括：
A、主控制单元分别向上行控制单元及下行控制单元发起建立调度管道的消息并建立调度管道表；
B、上行控制单元接收所述的建立调度管道的消息，激活上行硬件单元所对应的上行调度资源，使能所述调度管道表中相应的表项，建立上行调度管道，并向下行控制单元发送所述上行调度管道建立完成的消息；
C、下行控制单元接收所述的发起建立调度管道的消息，激活下行硬件单元所对应的下行调度资源，使能所述调度管道表中相应的表项，建立下行调度管道，并向上行控制单元发送所述下行调度管道建立完成的消息；
D、当下行控制单元接收到所述的上行调度管道建立完成的消息且所述下行调度管道的状态为等待所述上行调度管道反馈的状态，则使能下行硬件控制单元的下行调度资源的调度标志位，将所述下行调度管道的状态改为可调度。
可以理解，对于上述本发明所述的调度管道的建立方法，若所述要建立的调度管道为静态调度管道，在所述步骤A中，则不建立调度管道表项；在所述步骤B中，还包括激活上行硬件单元所对应的上行队列，使能所述调度管道表中相应的表项；在所述步骤C中，还包括激活下行硬件单元所对应的下行调度资源，激活所述调度管道表中相应的表项。另外，若所述建立的上行调度管道为动态调度管道时，在所述步骤B中，还包括向上行硬件单元申请分配上行队列并激活；在所述步骤C中，还包括向下行硬件单元申请下行调度资源并动态建立调度管道表表项，将下行调度管道的状态修改为等待上行调度管道反馈的状态；在所述步骤D中，还包括向主控制单元发送调度管道建立完成消息。
本发明所提供的报文调度方法、报文调度装置及调度管道的建立方法采用上下行配合的单步调度模式，可简化目前的调度机制，其中，上行只进行数据缓存，而不需要维护调度模型，所有调度工作均由下行完成。所以，本发明所提供的报文调度方法、报文调度装置及调度管道的建立方法在设计及管理上较为简单，由此，简化了现有的报文调度机制，提高了报文调度的效率，从而提高系统的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种报文调度方法，其特征在于，该方法包括：
(a)在上行将接收的报文缓存到各个调度管道对应的队列；
(b)对报文进行调度时，下行确定传送报文的调度管道，并通过所述确定的调度管道向上行发送调度消息；
(c)上行接收到下行的所述调度消息之后，按照所述调度消息所指定的报文数量，将所述报文通过所述调度管道发往下行；
(d)下行收到所述报文后，直接将所述报文发送出去。
2.如权利要求1所述的报文调度方法，其特征在于，所述步骤(a)包括：
(a1)对所述接收报文进行分类；
(a2)将所述分类后的报文列入不同的调度管道对应的队列中进行缓存。
3.如权利要求2所述的报文调度方法，其特征在于，步骤(a1)中根据报文的源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号及服务类型中的一元或几元组对报文进行分类。
4.如权利要求2所述的报文调度方法，其特征在于，步骤(a2)之前还包括：
对分类的报文进行拥塞管理及拥塞避免。
5.如权利要求1所述的报文调度方法，其特征在于，在执行步骤(b)之前还包括对所述报文进行分片，在执行步骤(c)之前还包括对所述报文进行重组。
6.如权利要求1-5任一项所述的报文调度方法，其特征在于，所述调度采用严格优先级调度、加权轮转调度、定制调度或分级调度。
7.一种报文调度装置，其特征在于，该装置包括控制单元及转发单元，其中，所述控制单元用以建立及维护调度管道、建立上下行管道调度表及下发不同调度策略及算法的配置；所述转发单元用于响应所述控制单元进行分配和管理调度的流量。
8.如权利要求7所述的报文调度装置，其特征在于，所述控制单元包括：主控制单元、上行控制单元及下行控制单元，其中，所述主控制单元用于向所述上行控制单元及所述下行控制单元发送建立调度管道的消息；所述上行控制单元及下行控制单元用于根据所述建立调度管道的消息发送分配队列资源的消息至所述转发单元。
9.如权利要求8所述的报文调度装置，其特征在于，所述转发单元包括：上行硬件控制单元及下行硬件控制单元，其中，所述上行硬件控制单元用于为上行控制单元分配上行硬件资源；所述下行硬件控制单元用于为下行控制单元分配下行硬件资源。
10.一种调度管道的建立方法，其特征在于，所述方法包括：
A、主控制单元分别向上行控制单元及下行控制单元发起建立调度管道的消息并建立调度管道表；
B、上行控制单元接收所述的建立调度管道的消息，激活上行硬件单元所对应的上行调度资源，使能所述调度管道表中相应的表项，建立上行调度管道，并向下行控制单元发送所述上行调度管道建立完成的消息；
C、下行控制单元接收所述的发起建立调度管道的消息，激活下行硬件单元所对应的下行调度资源，使能所述调度管道表中相应的表项，建立下行调度管道，并向上行控制单元发送所述下行调度管道建立完成的消息；
D、当下行控制单元接收到所述的上行调度管道建立完成的消息且所述下行调度管道的状态为等待所述上行调度管道反馈的状态，则使能下行硬件控制单元的下行调度资源的调度标志位，将所述下行调度管道的状态改为可调度。
11.如权利要求10所述的调度管道的建立方法，其特征在于：在所述步骤A中，若所述要建立的调度管道为静态调度管道，则不建立调度管道表项。
12.如权利要求10所述的调度管道的建立方法，其特征在于：在所述步骤B中，所述建立的上行调度管道为静态调度管道时，还包括激活上行硬件单元所对应的上行队列，使能所述调度管道表中相应的表项。
13.如权利要求10所述的调度管道的建立方法，其特征在于：在所述步骤B中，所述建立的上行调度管道为动态调度管道时，还包括向上行硬件单元申请分配上行队列并激活。
14.如权利要求10所述的调度管道的建立方法，其特征在于：在所述步骤C中，所述建立的下行调度管道为静态调度管道时，还包括激活下行硬件单元所对应的下行调度资源，激活所述调度管道表中相应的表项。
15.如权利要求10所述的调度管道的建立方法，其特征在于：在所述步骤C中，所述建立的下行调度管道为动态调度管道时，还包括向下行硬件单元申请下行调度资源并动态建立调度管道表表项，将下行调度管道的状态修改为等待上行调度管道反馈的状态。
16.如权利要求10所述的调度管道的建立方法，其特征在于：在所述步骤D中，所述建立的下行调度管道为动态调度管道时，还包括向主控制单元发送调度管道建立完成消息。
Priority Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2005
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