專(zhuān)利名稱(chēng)：分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法和裝置。
背景技術(shù)：
分組傳送網(wǎng)(PTN, Packet Transport Network)能夠存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文從而能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用。通常，分組傳送網(wǎng)不僅能夠承載日益增大的移動(dòng)互聯(lián)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且能夠承載對(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)敏感的話(huà)音業(yè)務(wù)。當(dāng)流量從多個(gè)數(shù)據(jù)流匯聚到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)包分類(lèi)器將數(shù)據(jù)包分成多種類(lèi)別。根據(jù)分類(lèi)結(jié)果，可將同類(lèi)報(bào)文排入同一隊(duì)列，不同類(lèi)別的隊(duì)列之間為并行存儲(chǔ)關(guān)系。根據(jù)隊(duì)列的屬性和算法規(guī)則，決定下一步傳輸哪個(gè)隊(duì)列的哪個(gè)數(shù)據(jù)包，這一過(guò)程被稱(chēng)為隊(duì)列調(diào)度。不同的調(diào)度算法對(duì)于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的QoS (例如報(bào)文的丟棄、延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)等)有不同的影響。常見(jiàn)的隊(duì)列調(diào)度算法有優(yōu)先級(jí)隊(duì)列算法(PQ)，輪詢(xún)隊(duì)列算法(RR)和加權(quán)公平算法_)。優(yōu)先級(jí)隊(duì)列算法指的是，從高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列開(kāi)始清空，只有當(dāng)較高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列完全清空后，才開(kāi)始處理較低優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列。優(yōu)先級(jí)隊(duì)列算法可保證高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的時(shí)延特性，但是當(dāng)所有的隊(duì)列都是時(shí)延敏感數(shù)據(jù)時(shí)，可能導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的時(shí)延急劇惡化。輪詢(xún)隊(duì)列算法指的是，每次輪換著從每個(gè)隊(duì)列中提取數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。改進(jìn)的輪詢(xún)算法可包括帶權(quán)重的輪詢(xún)算法(WRR)、權(quán)重逆差輪詢(xún)算法(DWRR)等。輪詢(xún)隊(duì)列算法公平地或者根據(jù)某種預(yù)先配置的權(quán)重而調(diào)度隊(duì)列，沒(méi)有考慮到不同隊(duì)列的數(shù)據(jù)包已經(jīng)等待的時(shí)延，有可能使時(shí)延惡化。加權(quán)公平算法指的是，根據(jù)流的數(shù)目來(lái)劃分接口帶寬，以確保所有應(yīng)用程序帶寬的公平分布。由于帶寬分配隨著流的增加或者結(jié)束在不斷變化，因此WFQ失去了對(duì)時(shí)延的優(yōu)化能力。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法未考慮各隊(duì)列中數(shù)據(jù)包的等待時(shí)延問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法和裝置。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提出了一種分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法。該方法可包括:根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延；以及選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，提出了一種分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置。該裝置可包括:計(jì)算模塊，根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延；以及調(diào)度處理模塊，選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。根據(jù)本申請(qǐng)的方法和裝置，根據(jù)數(shù)據(jù)包在隊(duì)列中的已等待時(shí)間以及由于數(shù)據(jù)包的不同長(zhǎng)度而造成的出隊(duì)列時(shí)間的延誤，對(duì)各隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，能夠使得各隊(duì)列 的數(shù)據(jù)包的等待時(shí)間趨于平均，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間敏感業(yè)務(wù)。


圖1是根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方案的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法的流程圖；圖2是根據(jù)本申請(qǐng)另一實(shí)施方案的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法的流程圖；圖3是根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方案的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置的框圖；以及圖4是根據(jù)本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施方案的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖，對(duì)本申請(qǐng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所述，根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方案的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法可如下執(zhí)行。在步驟S1002，可根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延。然后在步驟S1004，可選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送?？梢岳斫猓谶M(jìn)行分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度時(shí)，可重復(fù)執(zhí)行步驟S1002和步驟S1004，即，每發(fā)送完當(dāng)前數(shù)據(jù)包時(shí)，可重新計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延，并根據(jù)平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延選擇將要發(fā)送哪個(gè)隊(duì)列的最前面的數(shù)據(jù)包。在本申請(qǐng)中，隊(duì)列中一個(gè)數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間是該數(shù)據(jù)包從入隊(duì)開(kāi)始的已等待時(shí)間，隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和即為該隊(duì)列中所有數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間的總和，隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的發(fā)送需時(shí)總和的含義為:若當(dāng)前即將發(fā)送該隊(duì)列的數(shù)據(jù)包，該隊(duì)列的所有數(shù)據(jù)包被清空所需的總時(shí)間。在圖1所示方法中，通過(guò)根據(jù)數(shù)據(jù)包在隊(duì)列中的已等待時(shí)間以及由于數(shù)據(jù)包的不同長(zhǎng)度而造成的出隊(duì)列時(shí)間的延誤，對(duì)各隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，能夠使得各隊(duì)列的數(shù)據(jù)包的等待時(shí)間趨于平均，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間敏感業(yè)務(wù)。作為圖1所示方法的一個(gè)具體實(shí)施例，空隊(duì)列(即，不包含任何待發(fā)數(shù)據(jù)包的隊(duì)列)的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延可為O。而對(duì)于非空隊(duì)列(即，包含至少一個(gè)待發(fā)數(shù)據(jù)包的隊(duì)列)，該隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延可為:該隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和與發(fā)送需時(shí)總和之和與隊(duì)列中數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)之比。在本實(shí)施例中，可將一個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和與發(fā)送需時(shí)總和定義為該隊(duì)列的統(tǒng)計(jì)時(shí)延，這樣，該隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延即為該隊(duì)列的統(tǒng)計(jì)時(shí)延與隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)之比。下面參照?qǐng)D2，描述根據(jù)本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施方案的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法。如圖2所示，在步驟S2002中，可記錄進(jìn)入隊(duì)列的每個(gè)數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)和入隊(duì)時(shí)間。在計(jì)算隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延時(shí)，隊(duì)列中一個(gè)數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間可為系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間與該數(shù)據(jù)包的入隊(duì)時(shí)間之差，而一個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的發(fā)送需時(shí)總和為該隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)之和與數(shù)據(jù)包出隊(duì)速率之比。這樣，在步驟S2004，可根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延。然后在步驟S2006，可選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。根據(jù)本實(shí)施方案，可利用分組傳送網(wǎng)中的時(shí)間同步的時(shí)間戳，為每個(gè)數(shù)據(jù)包的入隊(duì)時(shí)間進(jìn)行記錄，這樣不會(huì)增加額外的時(shí)間處理開(kāi)銷(xiāo)。接下來(lái)參照?qǐng)D3和圖4，描述根據(jù)本申請(qǐng)的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置。如圖3所示，分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置30可包括計(jì)算模塊302和調(diào)度處理模塊304。計(jì)算模塊302可根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延。調(diào)度處理模塊304可選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。根據(jù)圖3所示的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置30，可根據(jù)數(shù)據(jù)包在隊(duì)列中的已等待時(shí)間以及由于數(shù)據(jù)包的不同長(zhǎng)度而造成的出隊(duì)列時(shí)間的延誤，對(duì)各隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，能夠使得各隊(duì)列的數(shù)據(jù)包的等待時(shí)間趨于平均，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間敏感業(yè)務(wù)。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，空隊(duì)列(S卩，不包含任何待發(fā)數(shù)據(jù)包的隊(duì)列)的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延可為O。而對(duì)于非空隊(duì)列(即，包含至少一個(gè)待發(fā)數(shù)據(jù)包的隊(duì)列)，該隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延可為:該隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和與發(fā)送需時(shí)總和之和與隊(duì)列中數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)之t匕如圖4所示的分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置40可包括記錄模塊402、計(jì)算模塊404和調(diào)度處理模塊406。記錄模塊402可記錄進(jìn)入隊(duì)列的每個(gè)數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)和入隊(duì)時(shí)間。計(jì)算模塊404可根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延，其中，隊(duì)列中特定數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間為系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間與該特定數(shù)據(jù)包的入隊(duì)時(shí)間之差，特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的發(fā)送需時(shí)總和為該特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)之和與數(shù)據(jù)包出隊(duì)速率之比。調(diào)度處理模塊406可選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。根據(jù)本實(shí)施方案，可利用分組傳送網(wǎng)中的時(shí)間同步的時(shí)間戳，為每個(gè)數(shù)據(jù)包的入隊(duì)時(shí)間進(jìn)行記錄，這樣不會(huì)增加額外的時(shí)間處理開(kāi)銷(xiāo)。以上參照附圖對(duì)本申請(qǐng)的示例性的實(shí)施方案進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實(shí)施方案僅僅是為了說(shuō)明的目的而所舉的示例，而不是用來(lái)進(jìn)行限制。凡在本申請(qǐng)的教導(dǎo)和權(quán)利要求保護(hù)范圍下所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法，包括: 根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延；以及 選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，若特定隊(duì)列包含至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，則該特定隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延為該特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和與發(fā)送需時(shí)總和之和與數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)之比；若特定隊(duì)列為空，則該特定隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延為O。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，進(jìn)一步包括: 記錄進(jìn)入隊(duì)列的每個(gè)數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)和入隊(duì)時(shí)間， 其中，隊(duì)列中特定數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間為系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間與該特定數(shù)據(jù)包的入隊(duì)時(shí)間之差，特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的發(fā)送需時(shí)總和為該特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)之和與數(shù)據(jù)包出隊(duì)速率之比。
4.分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度裝置，包括: 計(jì)算模塊，根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延；以及 調(diào)度處理模塊，選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，若特定隊(duì)列包含至少一個(gè)數(shù)據(jù)包，則該特定隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延為該特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和與發(fā)送需時(shí)總和之和與數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)之比；若特定隊(duì)列為空，則該特定隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延為O。
6.如權(quán)利要求4或5所述的裝置，進(jìn)一步包括: 記錄模塊，記錄進(jìn)入隊(duì)列的每個(gè)數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)和入隊(duì)時(shí)間， 其中，隊(duì)列中特定數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間為系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間與該特定數(shù)據(jù)包的入隊(duì)時(shí)間之差，特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的發(fā)送需時(shí)總和為該特定隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的包長(zhǎng)之和與數(shù)據(jù)包出隊(duì)速率之比。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法和裝置。根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方案，分組傳送網(wǎng)隊(duì)列調(diào)度方法可包括根據(jù)每個(gè)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)包的已等待時(shí)間總和、發(fā)送需時(shí)總和、以及數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)，計(jì)算各隊(duì)列的平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延；以及選擇平均統(tǒng)計(jì)時(shí)延最大的隊(duì)列中最前面的數(shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送。根據(jù)本申請(qǐng)的方法和裝置，通過(guò)對(duì)各隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，能夠使得各隊(duì)列的數(shù)據(jù)包的等待時(shí)間趨于平均，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間敏感業(yè)務(wù)。
文檔編號(hào)H04L12/875GK103107955SQ201110361158
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者程偉強(qiáng), 王磊, 李晗, 王敏學(xué) 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司