專利名稱：兩時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度的wfq日程表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息通信，并且尤其涉及高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的調(diào)度和維護(hù)。
背景技術(shù)：
信息，包括數(shù)據(jù)信息，可方便地通過(guò)通信信道傳輸。這些信道可包括一條或多條允許通過(guò)一種或多種通信介質(zhì)(例如有線線路，光纜和無(wú)線連接)傳送信息的在實(shí)體之間的路徑。典型地，通信信道具有有限的帶寬，即，在一定時(shí)間段內(nèi)通過(guò)該信道只能傳輸有限的信息量。來(lái)自幾個(gè)信源的信息可以通過(guò)在時(shí)間上先后排序在一個(gè)公共的通信信道傳輸。
不同類型的信息有不同的通信要求。這種要求的例子包括最低帶寬，最大允許時(shí)延，可允許的最大的不能成功傳送信息的比例。例如，電話會(huì)議應(yīng)用可能要求在高的帶寬上傳送信息并具有很小的延遲，但是如果信息的一部分在傳送中丟失也不會(huì)嚴(yán)重降低質(zhì)量。另一種應(yīng)用，例如交互式網(wǎng)頁(yè)瀏覽應(yīng)用，可以容忍較大的延遲，但是對(duì)丟失信息有很小的或者沒(méi)有容忍度。作為另一個(gè)示例，文件傳輸應(yīng)用可以容忍相當(dāng)大的延遲，但是需要所傳送信息的完全的可靠性。因此，期望以適應(yīng)各種類型信息的各種通信要求的方式來(lái)提供通信。能夠在具有相似通信要求的各類信息中合理分配通信資源也是有益的。
已經(jīng)嘗試使用日程表結(jié)構(gòu)來(lái)將信息分配到各通信信道。然而，這樣的日程表結(jié)構(gòu)通常要求儲(chǔ)藏和處理大量的附加信息以控制通過(guò)通信信道的信息傳送。這樣的要求限制了用于為信道分配信息的系統(tǒng)運(yùn)行速度。因此，需要一種避免這些缺點(diǎn)的調(diào)度和維護(hù)技術(shù)。
一種典型的現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)度結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的n-時(shí)隙加權(quán)公平排隊(duì)(WFQ)日程表，其可以包含幾百個(gè)日程表時(shí)隙，以滿足各種帶寬要求和可變的分組大小。由于這點(diǎn)，需要大量的存儲(chǔ)器來(lái)執(zhí)行以及這種大量存儲(chǔ)器的需求導(dǎo)致了等待時(shí)間問(wèn)題。
由Olesinski等人于2002年12月30號(hào)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)10/334,204描述了一種現(xiàn)有技術(shù)的日程表結(jié)構(gòu)。在標(biāo)題為“使用日程表結(jié)構(gòu)調(diào)度和維護(hù)各事件的方法和裝置”的申請(qǐng)10/334,204中介紹了一個(gè)多層結(jié)構(gòu)，這意味著其相對(duì)于典型的n-時(shí)隙WFQ日程表需要較少的存儲(chǔ)器。雖然它不像在n-時(shí)隙WFQ日程表中一樣需要幾百個(gè)日程表時(shí)隙，但它仍需要數(shù)十個(gè)日程表時(shí)隙，就如之前所指出的增加了等待時(shí)間問(wèn)題。申請(qǐng)10/334,204的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此。
存在于n-時(shí)隙WFQ日程表和前述申請(qǐng)中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中的另外的一個(gè)問(wèn)題是日程表中的日程表時(shí)隙數(shù)量是固定的。這意味即使有些日程表時(shí)隙從不被使用，用于執(zhí)行它們的存儲(chǔ)空間也會(huì)被保留著。
在典型的WFQ日程表結(jié)構(gòu)中，每個(gè)日程表時(shí)隙必須既存儲(chǔ)報(bào)頭又存儲(chǔ)尾指針。需要的時(shí)隙越多，就要有越多的存儲(chǔ)器被用來(lái)存儲(chǔ)這些報(bào)頭和尾指針。這是一個(gè)特別的問(wèn)題，因?yàn)閮?nèi)存儲(chǔ)器經(jīng)常被用于該實(shí)施中以最小化等待時(shí)間。這種使用內(nèi)存儲(chǔ)器的需要對(duì)于可在數(shù)據(jù)通路中執(zhí)行的WFQ調(diào)度程序來(lái)說(shuō)是有重要影響的。例如，Alcatel設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)管理芯片支持3.5kWFQ日程表并占用大約4M比特的內(nèi)存儲(chǔ)器空間。希望在芯片上再執(zhí)行另外的2k的WFQ日程表，但是由于大量?jī)?nèi)存儲(chǔ)器空間的占用，這是不可行的。
本發(fā)明通過(guò)以非常有效的方式利用資源同時(shí)保持良好的性能來(lái)處理前述問(wèn)題。通過(guò)使用2-時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度WFQ日程表來(lái)提供調(diào)度和服務(wù)的公平性。日程表可配置為通過(guò)利用分層的WFQ方案來(lái)提供小的間隔尺寸。
發(fā)明概要因此，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，提供一種在通信系統(tǒng)中調(diào)度事件的方法，該方法包括使用多個(gè)時(shí)隙來(lái)配置調(diào)度日程表，其中每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度是基于其中預(yù)定隊(duì)列的虛擬理論發(fā)射時(shí)間(virtual theoretical emission time，VTET)動(dòng)態(tài)變化的。
根據(jù)發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種用于在通信系統(tǒng)中調(diào)度事件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有多個(gè)時(shí)隙的調(diào)度日程表，其中每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度是基于其中預(yù)定隊(duì)列的虛擬理論發(fā)射時(shí)間(VTET)動(dòng)態(tài)變化的。
附圖簡(jiǎn)述現(xiàn)在將參考以下附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1圖示2-時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度WFQ日程表；和圖2圖示通過(guò)許多2-時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度日程表的高精度WFQ日程表的形成。
發(fā)明詳述如圖1所示，2-時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度WFQ日程表由2個(gè)時(shí)隙組成，但是每個(gè)日程表時(shí)隙的長(zhǎng)度可基于日程表時(shí)隙中的預(yù)定隊(duì)列的最大虛擬理論發(fā)射時(shí)間(也就是vtet)而動(dòng)態(tài)變化。在圖1中，時(shí)隙0的長(zhǎng)度(VT_slot0)等于VtetA和VtetB中的最大長(zhǎng)度，時(shí)隙1的長(zhǎng)度(VT_slot1)等于VtetC，VtetD，VtetE和VtetF中的最大長(zhǎng)度。
為了圖示的目的，VTET的概念通過(guò)以下的偽碼來(lái)表示Vtet X隊(duì)列X的虛擬理論發(fā)射時(shí)間；VTP虛擬時(shí)間指針，并且它在WFQ算法中代表系統(tǒng)的虛擬時(shí)間；VweightPeriod X隊(duì)列X的加權(quán)的倒數(shù)值；scheduling packet size調(diào)度分組的長(zhǎng)度。
如果隊(duì)列X是空的，則Vtet X＝VTP+VweightPeriod X*scheduling packet size；否則Vtet X＝Vtet X_previous+VweightPeriod X*scheduling packet size結(jié)束條件2-時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度WFQ日程表的調(diào)度和維護(hù)方法與傳統(tǒng)的n-時(shí)隙WFQ日程表相同。在調(diào)度事件的過(guò)程中，調(diào)度隊(duì)列位于表示該調(diào)度隊(duì)列的Vtet范圍的日程表時(shí)隙中。在維護(hù)事件的過(guò)程中，虛擬時(shí)間指針(Virtual Time Pointer，VTP)將前進(jìn)到最近的占用時(shí)隙，并且最近占用時(shí)隙中的頭隊(duì)列被允許。
下面的簡(jiǎn)單例子描述了如何進(jìn)行處理隊(duì)列X和隊(duì)列Y在日程表中被調(diào)度，并且隊(duì)列X和Y的VweightPeriod分別是1和2。在隊(duì)列X和Y中的分組都是100字節(jié)的分組，并且兩個(gè)隊(duì)列都將不會(huì)是空的。
最初，VT_slot0＝100，VT_slot1＝200，并且沒(méi)有隊(duì)列在其上被調(diào)度。隊(duì)列X首先在時(shí)隙0上被調(diào)度，因?yàn)樗腣tet＝100；然后隊(duì)列Y在時(shí)隙1上被調(diào)度，因?yàn)樗腣tet＝200。VT_slot0和VT_slotl都不需要調(diào)整。
(1)在第一個(gè)服務(wù)事件中，隊(duì)列X被允許，在重新調(diào)度之后它的Vtet＝200并且其被再一次放置到時(shí)隙1上，并且VT_slotl不需要調(diào)整；(2)在第二個(gè)服務(wù)事件中，隊(duì)列Y被允許，在重新調(diào)度之后它的Vtet＝400并且其被放置到時(shí)隙0上，并且VT_slot0被調(diào)整到400。
服務(wù)事件的序列以及相應(yīng)數(shù)據(jù)在表1中列出，可以很容易看出其實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的公平性(也就是說(shuō)，隊(duì)列X比隊(duì)列Y的服務(wù)快2倍)。
表1如圖2所示，為了增加WFQ日程表的間隔尺寸和精確度，有可能通過(guò)使用基于分層的方案的許多2-時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度WFQ日程表來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度WFQ日程表。在圖2中，隊(duì)列1、2、3的加權(quán)分別是w1、w2、w3。日程表X的加權(quán)(wx)等于在日程表X上被調(diào)度的所有隊(duì)列的加權(quán)總和。通過(guò)參閱Rexford等人的論文可以更好的理解分層方案，其中，該論文題目為“Hardware-Efficient Fair QueuingArchitectures for High-Speed Networks”，Proc.IEEE INFOCOM，1996年3月，第638-646頁(yè)。
在達(dá)到相同公平性的情況下，與其它的WFQ日程表相比較，2-時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度WFQ日程表節(jié)省了大量珍貴的內(nèi)存儲(chǔ)器空間。這意味著一個(gè)給定的TM裝置，例如ASIC，可以支持更多WFQ調(diào)度程序或該WFQ調(diào)度程序?qū)⑿枰俚馁Y源來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。
隨著例如具有許多這種2-時(shí)隙WFQ日程表的ASIC芯片一樣的設(shè)備的實(shí)現(xiàn)，會(huì)很容易的實(shí)現(xiàn)支持?jǐn)?shù)千個(gè)大間隔尺寸的WFQ調(diào)度程序，或者支持?jǐn)?shù)百個(gè)小間隔尺寸的WFQ調(diào)度程序，或者支持一些小間隔尺寸的WFQ調(diào)度程序和一些大間隔尺寸的WFQ調(diào)度程序。
這是非常有益的特征！例如，我們可以將小間隔尺寸的WFQ調(diào)度程序來(lái)用于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，并將大間隔尺寸的WFQ調(diào)度程序用于最佳效果通信。或者基于在其上被調(diào)度的隊(duì)列數(shù)量來(lái)動(dòng)態(tài)地確定WFQ日程表的間隔尺寸。
WFQ日程表最難實(shí)現(xiàn)的部分之一是維護(hù)日程表時(shí)隙的選擇。使用這樣的2時(shí)隙WFQ日程表，維護(hù)日程表時(shí)隙的選擇非常簡(jiǎn)單，因此它更容易被執(zhí)行，并且對(duì)于高速調(diào)度程序的執(zhí)行來(lái)說(shuō)更容易。
雖然已描述并圖示了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解可以在不離開(kāi)其基本概念的情況下作出各種變形?？梢岳斫?，這些變形將會(huì)落入如附帶的權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的所述范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在通信系統(tǒng)中調(diào)度事件的方法，該方法包括用多個(gè)時(shí)隙來(lái)配置調(diào)度日程表，其中每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度是基于在其上被調(diào)度隊(duì)列的虛擬理論發(fā)射時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該日程表是加權(quán)公平排隊(duì)日程表。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該日程表具有2個(gè)時(shí)隙。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度是基于最大的虛擬理論發(fā)射時(shí)間動(dòng)態(tài)地變化的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中在調(diào)度事件過(guò)程中，所述調(diào)度隊(duì)列位于表示該調(diào)度隊(duì)列的虛擬理論發(fā)射時(shí)間范圍的日程表時(shí)隙中。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中在維護(hù)事件過(guò)程中，表示系統(tǒng)虛擬時(shí)間的虛擬時(shí)間指針前進(jìn)到最近的被占用時(shí)隙并且其中的頭隊(duì)列被維護(hù)。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述2個(gè)時(shí)隙中的每一個(gè)都具有相同的間隔尺寸。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述2時(shí)隙中的每一個(gè)具有不同的間隔尺寸。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中具有不同的間隔尺寸的時(shí)隙用于不同的調(diào)度執(zhí)行。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中具有小間隔尺寸的時(shí)隙用于調(diào)度實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，并且具有大間隔尺寸的時(shí)隙用于維護(hù)最佳效果通信。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述日程表的間隔尺寸動(dòng)態(tài)地由在其上被調(diào)度的隊(duì)列數(shù)量來(lái)確定。
12.一種用于在通信系統(tǒng)中調(diào)度事件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有多個(gè)時(shí)隙的調(diào)度日程表，其中每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)變是基于在其上被調(diào)度隊(duì)列的虛擬理論發(fā)射時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述日程表是加權(quán)公平排隊(duì)日程表。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述日程表具有2個(gè)時(shí)隙。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度是基于最大的虛擬理論發(fā)射時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述2個(gè)時(shí)隙中的每一個(gè)都具有相同的間隔尺寸。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述2個(gè)時(shí)隙中的每一個(gè)具有不同的間隔尺寸。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中具有不同間隔尺寸的時(shí)隙用于不同的調(diào)度執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種在通信網(wǎng)絡(luò)中調(diào)度和維護(hù)事件的系統(tǒng)和方法。為了在保持所有業(yè)務(wù)公平性的同時(shí)提高效率，實(shí)現(xiàn)一種2時(shí)隙動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度的加權(quán)公平排隊(duì)(WFQ)日程表。該2時(shí)隙日程表可以改變以利用分層的WFQ方案來(lái)提供小的間隔尺寸。
文檔編號(hào)H04L5/22GK1809024SQ20051011917
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月8日
發(fā)明者J·盧, R·E·羅博坦姆 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司