專利名稱：Ip網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下定時(shí)器的調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定時(shí)器技術(shù)，尤其涉及一種IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高效的定時(shí)器調(diào) 度方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)安全的設(shè)備需具有統(tǒng)計(jì)、分析和控制等功能，首先需要完成網(wǎng)絡(luò)
報(bào)文信息的管理、網(wǎng)絡(luò)會(huì)話信息的管理等工作。如只有iooo個(gè)主機(jī)的網(wǎng)
絡(luò)為例每臺(tái)主機(jī)的使用情況狀況等信息需要體現(xiàn)出來(lái)， 一般網(wǎng)絡(luò)中使用
的都是IP協(xié)議，連接方式包括了 TCP、 UDP和ICMP等方式。需要維護(hù) 網(wǎng)絡(luò)通訊會(huì)話狀態(tài)，最少需要70至80個(gè)會(huì)話才能保證主機(jī)的正常使用。 包括了大量的用來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)正常使用的通訊連接；每個(gè)用戶需要使用網(wǎng)絡(luò) 資源和網(wǎng)絡(luò)信息，例如Web瀏覽，同樣需要建立大量的會(huì)話信息。以BT 為例可能一個(gè)BT的下載會(huì)產(chǎn)生幾千個(gè)會(huì)話連接，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備必須對(duì) 所有的會(huì)話進(jìn)行管理。而設(shè)備的資源是有限的，就要求需要有定時(shí)處理的 機(jī)制來(lái)做到資源的合理使用，并能完成網(wǎng)絡(luò)信息的統(tǒng)計(jì)管理。這樣簡(jiǎn)單的 1000個(gè)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)最少有100萬(wàn)的會(huì)話連接信息需要管理，需要有高效的 定時(shí)器調(diào)度方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，才能保證網(wǎng)絡(luò)流量正常的通過(guò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程時(shí)， 不會(huì)發(fā)生信息的延時(shí)和連接的中斷。 定時(shí)器調(diào)度方法有一下幾種
硬件定時(shí)器此方法效率高、精度高，不需要做任何的處理工作，由
單獨(dú)硬件來(lái)完成。但硬件定時(shí)器的個(gè)數(shù)有限、成本也高，簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)最少 需要幾百萬(wàn)個(gè)硬件定時(shí)器，并且不能保證高峰時(shí)候使用的要求。軟件定時(shí)器利用單個(gè)硬件定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，把需要處理的超時(shí)，通過(guò) 鏈表、或樹(shù)等方式保存下來(lái)，等硬件定時(shí)器觸發(fā)后根據(jù)數(shù)據(jù)組織形式的不 同進(jìn)行處理所有的超時(shí)。效率體現(xiàn)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的收斂方式上面，而任何方 式處理幾百萬(wàn)的數(shù)據(jù)量時(shí)在增加一個(gè)定時(shí)器需要消耗大量的CPU資源。因 CPU消耗的資源太大，效率太低。
Linux中的定時(shí)器Linux實(shí)現(xiàn)內(nèi)核定時(shí)器機(jī)制，對(duì)于0SntervaK255 的定時(shí)器，Linux嚴(yán)格按照定時(shí)器向量的基本語(yǔ)義來(lái)組織這些定時(shí)器，也 即Linux內(nèi)核最關(guān)心那些在接下來(lái)的255個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍內(nèi)就要到期的定時(shí)器， 因此將它們按照各自不同的expires值組織成256個(gè)定時(shí)器向量。而對(duì)于那 些256SntervalS0xffffffff的定時(shí)器，由于離到期還有一段時(shí)間，將它們以 一種擴(kuò)展的定時(shí)器向量語(yǔ)義進(jìn)行組織。定時(shí)器有三個(gè)操作時(shí)非常重要的 1)將一個(gè)定時(shí)器插入到它應(yīng)該所處的定時(shí)器向量中；2)定時(shí)器的遷移， 也即將一個(gè)定時(shí)器從它原來(lái)所處的定時(shí)器向量遷移到另一個(gè)定時(shí)器向量 中；3)掃描并執(zhí)行當(dāng)前已經(jīng)到期的定時(shí)器。從Linux設(shè)計(jì)原理中看，對(duì)于 定時(shí)器的組織很講究，組織方式正確能夠提高效率。但還是有兩個(gè)部分有 些問(wèn)題，第一需要使用大量的內(nèi)存來(lái)組織管理；第二需要對(duì)定時(shí)器的遷移 需要花費(fèi)大量的CPU資源。設(shè)備需要管理組織的數(shù)量太大，CPU在定時(shí) 器遷移中的花銷太大。
從上面幾種定時(shí)器的設(shè)計(jì)方法可以看出，并不太適合需要大量使用的 定時(shí)器所需要的條件，所要求定時(shí)器要做到1)利用有限的硬件定時(shí)器 和內(nèi)存資源；2)不能在CPU中做太多的花費(fèi)，特別是查找、遷移的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高 效的定時(shí)器調(diào)度方法。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下定時(shí)器的調(diào)度方法，特點(diǎn)是
模塊硬件定時(shí)器每個(gè)模塊建立自己的一個(gè)硬件定時(shí)器，在操作系 統(tǒng)中體現(xiàn)在每個(gè)模塊有硬件定時(shí)器中斷；
定時(shí)器狀態(tài)向量對(duì)列中的所有定時(shí)器是在狀態(tài)變遷時(shí)，變遷到某 一狀態(tài)產(chǎn)生的定時(shí)器隊(duì)列；即定時(shí)器中帶有模塊狀態(tài)信息，把相同模塊
狀態(tài)下產(chǎn)生的定時(shí)器放在同一隊(duì)列中；由于在相同狀態(tài)時(shí)，有相同的超 時(shí)時(shí)間來(lái)變遷狀態(tài)，將定時(shí)器放入到同一隊(duì)列中實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的觸發(fā)檢査； FIFO對(duì)列定時(shí)器狀態(tài)向量中的組織方式，將定時(shí)器分成入規(guī)定模 塊和模塊的狀態(tài)中，某一特定模塊狀態(tài)變遷時(shí)有同一超時(shí)時(shí)間，對(duì)資源 的釋放或狀態(tài)改變；將變遷到特定狀態(tài)時(shí)作為時(shí)間點(diǎn)，在此時(shí)間點(diǎn)放入 到定時(shí)器狀態(tài)向量中，由于時(shí)間的間隔是一樣的，先進(jìn)入隊(duì)列的定時(shí)器 先觸發(fā)；在定時(shí)器放入隊(duì)列中，沒(méi)有必要去做查詢和插入工作，只需放 入隊(duì)列的尾部；
定時(shí)器觸發(fā)點(diǎn)定時(shí)器在定時(shí)器狀態(tài)向量中的觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)，定時(shí)器 狀態(tài)向量中的定時(shí)器不同時(shí)出發(fā)，只要滿足定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)小于當(dāng)前時(shí) 間點(diǎn)就觸發(fā)并將定時(shí)器拿出隊(duì)列；
定時(shí)器實(shí)現(xiàn)有以下步驟
定時(shí)器初始化涉及到需要有硬件定時(shí)器的模塊，在模塊初始化過(guò) 程中， 一方面，初始化好硬件定時(shí)器，硬件定時(shí)器的觸發(fā)時(shí)間間隔根據(jù)
模塊對(duì)時(shí)間的精度確定，觸發(fā)的間隔時(shí)間是時(shí)間精度的一半；另一方面，
根據(jù)模塊中狀態(tài)變遷，確定狀態(tài)種類，根據(jù)狀態(tài)種類確定下定時(shí)器狀態(tài)
向量組；
定時(shí)器的增加模塊中收到數(shù)據(jù)信息，根據(jù)報(bào)文信息確定下處在某
一狀態(tài)下，在需要產(chǎn)生超時(shí)操作時(shí)，首先設(shè)置好定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)，然后 將定時(shí)器放入需要的定時(shí)器的操作隊(duì)列中，即直接放入定時(shí)器狀態(tài)向量
FIFO隊(duì)列的尾部；定時(shí)器的刪除模塊受到數(shù)據(jù)信息，此時(shí)某一定時(shí)器可能需要取消， 不再觸發(fā)，就刪除此定時(shí)器，刪除的過(guò)程是將此定時(shí)器在定時(shí)器狀態(tài)向 量FIFO隊(duì)列中摘除出來(lái)；
定時(shí)器的觸發(fā)硬件定時(shí)器觸發(fā)后，根據(jù)定時(shí)器狀態(tài)向量組中的定 時(shí)器信息來(lái)確定需要觸發(fā)，從定時(shí)器狀態(tài)向量FIFO隊(duì)列的頭部取出定 時(shí)器，利用定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)判斷，直到不滿足觸發(fā)條件為止。
進(jìn)一步地，上述的IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下定時(shí)器的調(diào)度方法，還包括以下環(huán) 節(jié)當(dāng)需要改變定時(shí)器的狀態(tài)向量時(shí)，定時(shí)器Tw先從現(xiàn)處的定時(shí)狀態(tài)向
量的FIFO對(duì)列中拆除出來(lái)，然后將定時(shí)器TN放入到改變后的定時(shí)器狀 態(tài)向量的FIFO對(duì)列的尾部，并重新修改定時(shí)的觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)。
本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在
定時(shí)器應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)連接等資源的定時(shí)器處
理，此定時(shí)器在有限的硬件資源環(huán)境下，效率能達(dá)到和FIFO隊(duì)列同等CPU 的花銷。在組織方式上沒(méi)有任何的CPU花銷能比FIFO隊(duì)列的花銷少。根 據(jù)適用的環(huán)境，確定高效的調(diào)度機(jī)制最好的FIFO隊(duì)列方式實(shí)現(xiàn)，取了大 量的定時(shí)器的查找過(guò)程或定時(shí)器的重新組織過(guò)程，減少了數(shù)據(jù)大量操作的 CPU花銷；另一方面做到了合適的時(shí)間精度，大大提高使用效率。堪稱具 有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性的好技術(shù)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明 圖l:定時(shí)器內(nèi)存的組織方式示意圖； 圖2:定時(shí)器的增加流程示意圖； 圖3:定時(shí)器的刪除流程示意圖； 圖4:定時(shí)器的觸發(fā)過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
提供一種定時(shí)器的調(diào)度方法，適用于當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文信息、網(wǎng)絡(luò)會(huì)話等資源的超時(shí)處理，利用有限的硬件資源(硬件定時(shí)器、
內(nèi)存等)，做到定時(shí)器調(diào)度算法達(dá)到和FIFO (First In First Out)隊(duì)列同等的時(shí)間復(fù)雜度O (1)的定時(shí)器調(diào)度方法。
對(duì)定時(shí)器的組織方法很重要，通過(guò)好的組織方法能夠提高很大的效率。從應(yīng)用的環(huán)境分析出定時(shí)器的組織方法，首先分析一下IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的特點(diǎn)，應(yīng)用的環(huán)境是當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境都是TCP/IP4層模型。每層的功能描述如下-
應(yīng)用層(Application Layer): TCP/IP組中的應(yīng)用層綜合了 OSI應(yīng)用層、表示層以及會(huì)話層的功能。因此，在TCP/IP結(jié)構(gòu)中，傳輸層以上的任何過(guò)程都稱之為應(yīng)用。在TCP/IP中，使用套接字(socket)和端口描述應(yīng)用程序通信路徑。大多數(shù)應(yīng)用層協(xié)議與一個(gè)或多個(gè)端口號(hào)相關(guān)聯(lián)。
傳輸層(TransportLayer): TCP/IP結(jié)構(gòu)中包含兩種傳輸層協(xié)議，其一傳輸控制協(xié)議(TCP)，確保信息傳輸過(guò)程；其二用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)，直接傳輸數(shù)據(jù)報(bào)，而不需要提供端對(duì)端可靠校驗(yàn)；兩種協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用具有各自功能。
網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer): TCP/IP網(wǎng)絡(luò)層中的主要協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議(IP)，所有網(wǎng)絡(luò)層以下或以上的各層通信在跨越TCP/IP協(xié)議棧時(shí)，都必須通過(guò)IP完成；此外，網(wǎng)絡(luò)層還包含部分支持性協(xié)議，如ICMP，實(shí)施和管理路由過(guò)程。
網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層(Network Access Layer):在TCP/IP結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層由數(shù)據(jù)鏈路層和物理層合并而成，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層并沒(méi)有重新定義新標(biāo)準(zhǔn)，而是有效利用原有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層標(biāo)準(zhǔn)。很多RFC中描述了IP如何使用數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議并作為其接口界面，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)、FDDI、HSSI和ATM等。物理層中規(guī)定了硬件通信屬性，但它不直接作為網(wǎng)絡(luò)層及以上層的TCP/IP協(xié)議的接口。因此，將IP網(wǎng)絡(luò)綜合的認(rèn)為，由傳輸?shù)男畔?網(wǎng)絡(luò)報(bào)文)和網(wǎng)絡(luò)資源(網(wǎng)絡(luò)會(huì)話)組成。網(wǎng)絡(luò)會(huì)話是將報(bào)文的源和目的聯(lián)系在一起，將所有報(bào)文進(jìn)行分類的第一步工作就是將本報(bào)文分類到每個(gè)特定的會(huì)話中，會(huì)話信息就在報(bào)文的頭部體現(xiàn)，主要在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層頭部。傳輸信息主要是通過(guò)IP報(bào)文的載荷信息，通過(guò)給應(yīng)用層使用，另在分片出來(lái)也需要處理。
會(huì)話管理是非常重要的工作，對(duì)會(huì)話管理，可以利用會(huì)話的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不同的狀態(tài)下需要處理不同頭部數(shù)據(jù)信息。這在TCP協(xié)議中可以完全體現(xiàn)出來(lái)，TCP有11種狀態(tài)的變遷過(guò)程。需要對(duì)會(huì)話的保態(tài)，在不同狀態(tài)下就應(yīng)該有統(tǒng)一的超時(shí)機(jī)制，來(lái)完成資源的利用和釋放，否則在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)把所有的內(nèi)存消耗在會(huì)話信息的保存上面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更替。
網(wǎng)絡(luò)有著層次化的設(shè)計(jì)思想，為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的處理，在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠利用模塊化來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如IP分片的處理，可以單獨(dú)利用模塊處理；應(yīng)用協(xié)議的處理，是某一應(yīng)用模塊來(lái)完成。同時(shí)報(bào)文的處理也存在狀態(tài)的變遷過(guò)程，需要保態(tài)，狀態(tài)機(jī)的處理過(guò)程對(duì)于定時(shí)器來(lái)說(shuō)是相通的。
根據(jù)上述對(duì)應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)的分析，對(duì)實(shí)現(xiàn)高效的定時(shí)器，提出以下方
案
模塊硬件定時(shí)器每個(gè)模塊建立自己的一個(gè)硬件定時(shí)器，在操作系統(tǒng)中體現(xiàn)在每個(gè)模塊有硬件定時(shí)器中斷;每個(gè)模塊有自己的硬件定時(shí)器，可以做到兩方面的特點(diǎn)1)對(duì)時(shí)間精度能夠做到有的放矢，各模塊有對(duì)時(shí)間精度的要求，沒(méi)必要像LINUX—樣都是同一的時(shí)間精度；2)由于
時(shí)間精度選擇正確，這樣能夠提高硬件定時(shí)器的效率，對(duì)CPU的消耗能大大減少，時(shí)間精度是每0.01秒比1秒的定時(shí)器需要的消耗肯定更大；
定時(shí)器狀態(tài)向量所謂"定時(shí)器狀態(tài)向量"就是指這樣一條定時(shí)器隊(duì)列對(duì)列中的所有定時(shí)器是在狀態(tài)變遷時(shí)，變遷到某一狀態(tài)產(chǎn)生的定時(shí)器隊(duì)列；即定時(shí)器中帶有模塊狀態(tài)信息，把相同模塊狀態(tài)下產(chǎn)生的定時(shí)器放在同一隊(duì)列中；由于在相同狀態(tài)時(shí)，有相同的超時(shí)時(shí)間來(lái)變遷狀態(tài)，將定時(shí)器放入到同 一隊(duì)列中實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的觸發(fā)檢査；
FIFO對(duì)列定時(shí)器狀態(tài)向量中的組織方式，將定時(shí)器分成入規(guī)定模塊和模塊的狀態(tài)中，某一特定模塊狀態(tài)變遷時(shí)有同一超時(shí)時(shí)間，對(duì)資源的釋放或狀態(tài)改變；將變遷到特定狀態(tài)時(shí)作為時(shí)間點(diǎn)，在此時(shí)間點(diǎn)放入到定時(shí)器狀態(tài)向量中，由于時(shí)間的間隔是一樣的，先進(jìn)入隊(duì)列的定時(shí)器先觸發(fā)，這正好是FIFO對(duì)列特點(diǎn)；在定時(shí)器放入隊(duì)列中，沒(méi)有必要去做査詢和插入工作，只需放入隊(duì)列的尾部；
定時(shí)器觸發(fā)點(diǎn)定時(shí)器在定時(shí)器狀態(tài)向量中的觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)，定時(shí)器狀態(tài)向量中的定時(shí)器不能同時(shí)出發(fā)，只要滿足定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)小于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)就觸發(fā)并將定時(shí)器拿出隊(duì)列。
定時(shí)器、定時(shí)器狀態(tài)向量的內(nèi)存組織方式如圖1，先在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)做模塊初始化的工作，在此時(shí)涉及到定時(shí)器的模塊需要同時(shí)做定時(shí)器的初始化工作。初始化時(shí)的內(nèi)存組織方式見(jiàn)圖1。當(dāng)收到網(wǎng)絡(luò)信息是需要新建網(wǎng)絡(luò)資源的信息時(shí)，此時(shí)需要做定時(shí)器增加的工作。當(dāng)收到網(wǎng)絡(luò)信息是需要釋放網(wǎng)絡(luò)資源的信息時(shí)，此時(shí)需要做定時(shí)器刪除的工作。當(dāng)收到網(wǎng)絡(luò)信息是改變現(xiàn)有狀態(tài)時(shí)，此時(shí)需要做的工作是先從前狀態(tài)下的定時(shí)器狀態(tài)向量中摘除次網(wǎng)絡(luò)資源相關(guān)的定時(shí)器，再將此定時(shí)器放入到新?tīng)顟B(tài)下的定時(shí)器狀態(tài)向量中去。當(dāng)硬件定時(shí)器觸發(fā)后，需遍歷出需要觸發(fā)的定時(shí)器來(lái)，此時(shí)需要做的是定時(shí)器觸發(fā)工作。定時(shí)器的內(nèi)存組織方式?jīng)Q定了定時(shí)器的效率和適用范圍，圖1中定時(shí)器內(nèi)存組織方式?jīng)Q定了此定時(shí)器調(diào)度能夠達(dá)到時(shí)間復(fù)雜度O (1)的定時(shí)器調(diào)度。
定時(shí)器實(shí)現(xiàn)有幾個(gè)步驟
定時(shí)器初始化涉及到需要有硬件定時(shí)器的模塊，在模塊初始化過(guò)程中， 一方面，初始化好硬件定時(shí)器，硬件定時(shí)器的觸發(fā)時(shí)間間隔根據(jù)模塊對(duì)時(shí)間的精度確定，觸發(fā)的間隔時(shí)間是時(shí)間精度的一半，具有模塊的特色；另一方面，根據(jù)模塊中狀態(tài)變遷，確定狀態(tài)種類，根據(jù)狀態(tài)種類確定下定時(shí)器狀態(tài)向量組；
定時(shí)器的增加流程如圖2，模塊中收到新建數(shù)據(jù)信息時(shí)，根據(jù)報(bào)文信息確定下處在某一狀態(tài)下，在需要產(chǎn)生超時(shí)操作時(shí)，首先設(shè)置好定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)，然后將定時(shí)器放入需要的定時(shí)器的操作隊(duì)列中，即直接放入定時(shí)器狀態(tài)向量FIFO隊(duì)列的尾部；
定時(shí)器的刪除流程如圖3，模塊收到連接釋放數(shù)據(jù)信息時(shí)，此時(shí)某一定時(shí)器可能需要取消，不必再觸發(fā)了，刪除此定時(shí)器，刪除的過(guò)程
是將此定時(shí)器在定時(shí)器狀態(tài)向量FIFO隊(duì)列中摘除出來(lái)；
定時(shí)器的觸發(fā)流程如圖4，當(dāng)硬件定時(shí)器觸發(fā)后，根據(jù)定時(shí)器狀態(tài)
向量組中的定時(shí)器信息來(lái)確定需要觸發(fā)，從定時(shí)器狀態(tài)向量FIFO隊(duì)列的
頭部取出定時(shí)器，利用定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)判斷，直到不滿足觸發(fā)條件為止。
從上面的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的方案可以看出本發(fā)明對(duì)定時(shí)器的組織方式是利用定時(shí)器狀態(tài)向量結(jié)合FIFO隊(duì)列實(shí)現(xiàn)；同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)通訊資源主要是
靠狀態(tài)機(jī)方式建立會(huì)話方式，因此該定時(shí)器完全可在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作系統(tǒng)
中得到廣泛的使用。另外組織方式的中隊(duì)列利用的是FIFO隊(duì)列，算法當(dāng)然能夠法達(dá)到和FIFO隊(duì)列操作同等的時(shí)間復(fù)雜度O (1 )。
綜上所述，本發(fā)明定時(shí)器應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)連接等資源的定時(shí)器處理，此定時(shí)器在有限的硬件資源環(huán)境下，效率能達(dá)到和FIFO隊(duì)列同等CPU的花銷。在組織方式上沒(méi)有任何的CPU花銷能比FIFO隊(duì)列的花銷少。根據(jù)適用的環(huán)境，確定高效的調(diào)度機(jī)制最好的FIFO隊(duì)列方式實(shí)現(xiàn)，取了大量的定時(shí)器的查找過(guò)程或定時(shí)器的重新組織過(guò)程，減少了數(shù)據(jù)大量操作的CPU花銷；另一方面做到了合適的時(shí)間精度，大大提高使用效率。
需要理解到的是上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構(gòu)思范
圍內(nèi)，所進(jìn)行的添加、變換、替換等，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下定時(shí)器的調(diào)度方法，其特征在于模塊硬件定時(shí)器每個(gè)模塊建立的一個(gè)硬件定時(shí)器，在操作系統(tǒng)中體現(xiàn)在每個(gè)模塊有硬件定時(shí)器中斷；定時(shí)器狀態(tài)向量對(duì)列中的所有定時(shí)器是在狀態(tài)變遷時(shí)，變遷到某一狀態(tài)產(chǎn)生的定時(shí)器隊(duì)列；即定時(shí)器中帶有模塊狀態(tài)信息，把相同模塊狀態(tài)下產(chǎn)生的定時(shí)器放在同一隊(duì)列中；由于在相同狀態(tài)時(shí)，有相同的超時(shí)時(shí)間來(lái)變遷狀態(tài)，將定時(shí)器放入到同一隊(duì)列中實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的觸發(fā)檢查；FIFO對(duì)列定時(shí)器狀態(tài)向量中的組織方式，將定時(shí)器分入規(guī)定模塊和模塊的狀態(tài)中，某一特定模塊狀態(tài)變遷時(shí)有同一超時(shí)時(shí)間，對(duì)資源的釋放或狀態(tài)改變；將變遷到特定狀態(tài)時(shí)作為時(shí)間點(diǎn)，在此時(shí)間點(diǎn)放入到定時(shí)器狀態(tài)向量中，由于時(shí)間的間隔是一樣的，先進(jìn)入隊(duì)列的定時(shí)器先觸發(fā)；在定時(shí)器放入隊(duì)列中，只需放入隊(duì)列的尾部；定時(shí)器觸發(fā)點(diǎn)定時(shí)器在定時(shí)器狀態(tài)向量中的觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)，定時(shí)器狀態(tài)向量中的定時(shí)器不同時(shí)出發(fā)，只要滿足定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)小于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)就觸發(fā)并將定時(shí)器拿出隊(duì)列；定時(shí)器實(shí)現(xiàn)有以下步驟定時(shí)器初始化涉及到需要有硬件定時(shí)器的模塊，在模塊初始化過(guò)程中，一方面，初始化好硬件定時(shí)器，硬件定時(shí)器的觸發(fā)時(shí)間間隔根據(jù)模塊對(duì)時(shí)間的精度確定，觸發(fā)的間隔時(shí)間是時(shí)間精度的一半；另一方面，根據(jù)模塊中狀態(tài)變遷，確定狀態(tài)種類，根據(jù)狀態(tài)種類確定下定時(shí)器狀態(tài)向量組；定時(shí)器的增加模塊中收到數(shù)據(jù)信息，根據(jù)報(bào)文信息確定下處在某一狀態(tài)下，在需要產(chǎn)生超時(shí)操作時(shí)，首先設(shè)置好定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)，然后將定時(shí)器放入需要的定時(shí)器的操作隊(duì)列中，即直接放入定時(shí)器狀態(tài)向量FIFO隊(duì)列的尾部；定時(shí)器的刪除模塊受到數(shù)據(jù)信息，此時(shí)某一定時(shí)器需要取消，不再觸發(fā)，就刪除此定時(shí)器，刪除的過(guò)程是將此定時(shí)器在定時(shí)器狀態(tài)向量FIFO隊(duì)列中摘除出來(lái)；定時(shí)器的觸發(fā)硬件定時(shí)器觸發(fā)后，根據(jù)定時(shí)器狀態(tài)向量組中的定時(shí)器信息確定需要觸發(fā)，從定時(shí)器狀態(tài)向量FIFO隊(duì)列的頭部取出定時(shí)器，利用定時(shí)器的觸發(fā)點(diǎn)判斷，直到不滿足觸發(fā)條件為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下定時(shí)器的調(diào)度方法，其特征 在于在需要改變定時(shí)器的狀態(tài)向量時(shí)，定時(shí)器Tw先從現(xiàn)處的定時(shí)狀態(tài)向量的FIFO對(duì)列中摘除出來(lái)，然后將定時(shí)器Tw放入到改變后的定時(shí)器狀態(tài) 向量的FIFO對(duì)列的尾部，并重新修改定時(shí)的觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下定時(shí)器的調(diào)度方法適用于當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文信息、網(wǎng)絡(luò)會(huì)話等資源的超時(shí)處理，通過(guò)對(duì)定時(shí)器的組織方式的改變，在有限的硬件資源(硬件定時(shí)器、內(nèi)存等)下，做到定時(shí)器調(diào)度算法達(dá)到和FIFO(First In First Out)隊(duì)列同等的時(shí)間復(fù)雜度O(1)的定時(shí)器調(diào)度方法。此定時(shí)器調(diào)度方法適合通訊網(wǎng)絡(luò)資源的使用方式，因此在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)中能得到廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)踐應(yīng)用中大大降低了定時(shí)器對(duì)CPU資源的消耗，提高了使用效率。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101534243SQ20081024363
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者彭兆平, 彭運(yùn)生, 斌 胡 申請(qǐng)人:蘇州邁科網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)有限公司