專利名稱：一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度的方法，屬于數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng) 域，具體涉及在綜合信息通信網(wǎng)絡(luò)中的區(qū)分服務(wù)或多優(yōu)先級服務(wù)中隊列調(diào)度的方法。
背景技術(shù)：
綜合信息通信網(wǎng)絡(luò)中不同的業(yè)務(wù)流對實時性、安全性、服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)優(yōu)先級有 著不同的要求。如果不對分組進行合理的調(diào)度，將會造成一些實時數(shù)據(jù)和重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流 得不到及時服務(wù)和相應(yīng)的服務(wù)，從而導(dǎo)致時延、抖動過大，服務(wù)質(zhì)量降低甚至數(shù)據(jù)丟失。目前的多優(yōu)先級隊列調(diào)度技術(shù)都能很好的實現(xiàn)多優(yōu)先級。但這些隊列調(diào)度技術(shù)在 實現(xiàn)多優(yōu)先級的同時，都沒有很好的維護數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的公平性和帶寬的高效利用。當高優(yōu)先 級數(shù)據(jù)持續(xù)的到來時，調(diào)度器都在轉(zhuǎn)發(fā)高優(yōu)先級數(shù)據(jù)，從而阻塞掉了低優(yōu)先級數(shù)據(jù)；在實現(xiàn) 多優(yōu)先級的同時，對帶寬資源沒有充分的利用，總會有空閑的帶寬資源閑置。如優(yōu)先級隊 列(PQ)通過將數(shù)據(jù)包分配到不同的隊列中來實現(xiàn)多優(yōu)先級；隊列長度閾值(QLT)算法通過 為每個隊列設(shè)置一個調(diào)度閥值，從而在一定程度上提高了公平性；公平隊列(FQ)通過輪詢 的調(diào)度算法實現(xiàn)了多優(yōu)先級，但不能有效的利用帶寬；權(quán)值循環(huán)輪轉(zhuǎn)(WRR)為每個隊列分 配不同的權(quán)值，它支持不同的帶寬需求，但不能很好的保證公平性和保證帶寬的高效利用； 最早期限優(yōu)先(EDF)按照截止期的大小對任務(wù)進行分級，但不能保證公平性。因此現(xiàn)有的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法不能很好的在實現(xiàn)多優(yōu)先級的隊列調(diào)度的基 礎(chǔ)之上很好的實現(xiàn)公平性和帶寬的有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提出一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法，以采用 多個物理或邏輯隊列實現(xiàn)多優(yōu)先級；并結(jié)合概率函數(shù)隨機生成的隨機數(shù)來實現(xiàn)隊列調(diào)度的 公平性；在每個轉(zhuǎn)發(fā)周期中總是根據(jù)要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的實際情況來調(diào)整各隊列的轉(zhuǎn)發(fā)概率來提 高隊列調(diào)度的帶寬利用率。本發(fā)明一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度的方法，它要求綜合信息通信網(wǎng)絡(luò)能夠 支持多優(yōu)先級服務(wù)。所述的基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法的步驟為步驟1 在每個調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)周期中，概率產(chǎn)生器會產(chǎn)生一個0 1之間的隨機數(shù)(p_ value)；步驟2 調(diào)度器檢查所有隊列是否存在空隊列；步驟3 如果沒有空隊列，則將概率值p_ValUe從最高非空優(yōu)先級隊列開始循環(huán)比 較，比較過程如下3-(a).將概率值p.value與非空隊列i的概率區(qū)間值([Qifflin, QifflaJ且 E^max -QLJ = 1 )進行比較，如果概率值p_Value在非空隊列的概率區(qū)間內(nèi)(Qimin≤p_value≤Qimax)，則將該隊列中的數(shù)據(jù)包取出進行轉(zhuǎn)發(fā)；本次調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束，開始下一次的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)步驟1 ；3- (b).否則，循環(huán) i，轉(zhuǎn) 3- (a)；步驟4 如果有空隊列，則將空隊列的概率區(qū)間值以等比例的方式分配給非空的 隊列4-(a)計算所有空隊列的概率區(qū)間值的和(va/% = t[2/max-g/min](其中j代表
權(quán)利要求
1.一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟為步驟1 在每個調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)周期中，概率產(chǎn)生器會產(chǎn)生一個0 1之間的隨機數(shù)(p_ value)；步驟2 調(diào)度器檢查所有隊列是否存在空隊列；步驟3 如果沒有空隊列，則將概率值p_ValUe從最高非空優(yōu)先級隊列開始循環(huán)比較， 比較過程如下3-(a).將概率值p_ValUe與非空隊列i的概率區(qū)間值(Wimin，QifflaJ且E^max= 1 )進行比較，如果概率值p_ValUe在非空隊列的概率區(qū)間內(nèi)^jimin彡P(guān)_ivalue ^ Qimax),則將該隊列中的數(shù)據(jù)包取出進行轉(zhuǎn)發(fā)；本次調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)束，開始下一次的 調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)步驟1;3-(b).否則，循環(huán)i，轉(zhuǎn)3_(a)；步驟4:如果有空隊列，則將所有空隊列的概率區(qū)間值以等比例的方式分配給非空的 隊列4-(a)計算所有空隊列的概率區(qū)間值的和(=(其中j代表第j個7=1空隊列))；4-(b).將所有空隊列的概率區(qū)間值的和(value)以等比例的方式進行循環(huán)重新分配 給非空的隊列([循環(huán)]丨隊辭空狐 + Qir~fL-rvalue,Qimwi +*value])’1-value1 - value然后轉(zhuǎn)步驟3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法，其特征在于，所屬 步驟3中，有效的結(jié)合了多邏輯隊列或物理隊列和概率函數(shù)，通過隨機生成概率函數(shù)值和 通過比較該值和隊列區(qū)間值來實現(xiàn)多優(yōu)先級、帶寬借用以及調(diào)度的公平性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法，其特征在于，所述 步驟4中，調(diào)度器在每個轉(zhuǎn)發(fā)周期中檢查每個隊列是否為空，然后再根據(jù)是否有空隊列進 行不同的處理；每個調(diào)度周期中將空隊列的概率區(qū)間值等比例的分配給非空的隊列；檢查 空隊列和對概率區(qū)間值進行重新分配是在實現(xiàn)多優(yōu)先級隊列的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)帶寬借用、提 高帶寬利用率的基礎(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于概率的多優(yōu)先級隊列調(diào)度方法，其特征是在多優(yōu)先級隊列調(diào)度時有效的結(jié)合多個邏輯或物理隊列和概率函數(shù)；采用多個邏輯或物理隊列可以實現(xiàn)多優(yōu)先級；在隊列調(diào)度的每一個調(diào)度周期內(nèi)，調(diào)度器會檢查是否有空隊列；如果沒有空隊列，調(diào)度器就將概率生成器所生成的概率函數(shù)值所對應(yīng)的隊列中的數(shù)據(jù)包取出進行轉(zhuǎn)發(fā)；如果存在一個或多個空隊列，調(diào)度器就先將空隊列的概率區(qū)間值配給非空隊列，然后再將相應(yīng)的數(shù)據(jù)包取出進行轉(zhuǎn)發(fā)；本發(fā)明方法根據(jù)概率函數(shù)值進行調(diào)度保證了公平性，將空隊列的概率區(qū)間值轉(zhuǎn)借給非空隊列，實現(xiàn)了帶寬借用；所以本發(fā)明在保證多優(yōu)先級的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)隊列調(diào)度的公平性和‘帶寬借用’。
文檔編號H04L12/56GK102098217SQ20111000862
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者俞能海, 劉斌, 楊福榮, 王文柏, 管西東 申請人:中國科學技術(shù)大學