一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，包括以下步驟：根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用類型對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類處理，并將其歸類至對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中；根據(jù)不同的優(yōu)先級，分別為每一優(yōu)先級隊(duì)列分配權(quán)重值；根據(jù)各優(yōu)先級隊(duì)列分配得到的權(quán)重值，為各優(yōu)先級隊(duì)列分配相應(yīng)的帶寬值；按照優(yōu)先級由高到低的順序輪詢各個(gè)優(yōu)先級隊(duì)列，并根據(jù)各隊(duì)列分配得到的帶寬從對應(yīng)隊(duì)列中取出相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度輸出。本發(fā)明既能保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)需求保證，又具有一定的公平性，能夠有效提高隊(duì)列調(diào)度效率。在服務(wù)無法滿足需求時(shí)，能通過延時(shí)低優(yōu)先級應(yīng)用需求或者減少低優(yōu)先級應(yīng)用帶寬來保證實(shí)時(shí)或者高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬保證。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域。
【專利說明】—種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的隊(duì)列調(diào)度方法主要有SP、FIFO、RR、WFQ等，F(xiàn)IFO算法根據(jù)數(shù)據(jù)包到達(dá)的先后時(shí)間進(jìn)行調(diào)度，即先到先服務(wù)，但是這種方法沒有考慮實(shí)際的業(yè)務(wù)應(yīng)用需要。SP算法嚴(yán)格優(yōu)先級調(diào)度方法根據(jù)隊(duì)列優(yōu)先級進(jìn)行調(diào)度，優(yōu)先級高的隊(duì)列調(diào)度完后再調(diào)度低優(yōu)先級隊(duì)列，可能導(dǎo)致低優(yōu)先級隊(duì)列長時(shí)間得不到服務(wù)。RR算法調(diào)度方法按照比例對多個(gè)隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度，該方法具有較好的公平性，但是沒有考慮的業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求。WFQ算法按照對應(yīng)的權(quán)重比例為應(yīng)用分配帶寬，它能夠有效保證信道帶寬利用率以及零時(shí)延，但是不能保證一些多媒體應(yīng)用業(yè)務(wù)的最小帶寬需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬需求，且具有公平性的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，包括以下步驟:
A、根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用類型對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類處理，并將其歸類至對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中；
B、根據(jù)不同的優(yōu)先級，分別為每一優(yōu)先級隊(duì)列分配權(quán)重值；
C、根據(jù)各優(yōu)先級隊(duì)列分配得到的權(quán)重值，為各優(yōu)先級隊(duì)列分配相應(yīng)的帶寬值；
D、按照優(yōu)先級由高到低的順序輪詢各個(gè)優(yōu)先級隊(duì)列，并根據(jù)各隊(duì)列分配得到的帶寬從對應(yīng)隊(duì)列中取出相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度輸出。
[0005]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)同一時(shí)刻有多個(gè)新的服務(wù)請求到達(dá)時(shí)，則判斷新服務(wù)請求的優(yōu)先級是否比當(dāng)前服務(wù)隊(duì)列的優(yōu)先級高，若是，則將其服務(wù)請求接入；否則，將其延時(shí)并放在隊(duì)列中等待下次處理。
[0006]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)數(shù)據(jù)包在進(jìn)行傳輸時(shí)，其請求的帶寬不能得到滿足，則判斷是否存在有比其優(yōu)先級低的數(shù)據(jù)包正在進(jìn)行傳輸，若是，則將最低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包的權(quán)重值逐次減少一半，并根據(jù)新的權(quán)重值對其重新分配帶寬，直到該較高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包的帶寬得到滿足。
[0007]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)數(shù)據(jù)包的請求在任意時(shí)間被延時(shí)處理，則將其數(shù)據(jù)包的請求優(yōu)先級增加I級，并將該數(shù)據(jù)包放至優(yōu)先級增加后對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中等待處理。
[0008]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，發(fā)出擁塞控制包請求，對保留的25%的信道帶寬進(jìn)行釋放。
[0009]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B中權(quán)重值的計(jì)算公式為:
權(quán)重值=該優(yōu)先級隊(duì)列對應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用所需的最小帶寬/總帶寬*100。
[0010]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟C中各優(yōu)先級隊(duì)列的帶寬值的計(jì)算公式為:
帶寬值=(該優(yōu)先級隊(duì)列的權(quán)重值)/ (所有隊(duì)列的權(quán)重值總和)*總帶寬。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，使用權(quán)重值以及優(yōu)先級來對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，優(yōu)先級用于控制業(yè)務(wù)應(yīng)用接入，而權(quán)重值用于帶寬計(jì)算。本發(fā)明既能保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)需求保證，又具有一定的公平性，能夠有效提高隊(duì)列調(diào)度效率。在服務(wù)無法滿足需求時(shí)，能通過延時(shí)低優(yōu)先級應(yīng)用需求或者減少低優(yōu)先級應(yīng)用帶寬來保證實(shí)時(shí)或者高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬保證。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的步驟流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]參考圖1，本發(fā)明一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，包括以下步驟:
A、根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用類型對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類處理，并將其歸類至對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中；
B、根據(jù)不同的優(yōu)先級，分別為每一優(yōu)先級隊(duì)列分配權(quán)重值；
C、根據(jù)各優(yōu)先級隊(duì)列分配得到的權(quán)重值，為各優(yōu)先級隊(duì)列分配相應(yīng)的帶寬值；
D、按照優(yōu)先級由高到低的順序輪詢各個(gè)優(yōu)先級隊(duì)列，并根據(jù)各隊(duì)列分配得到的帶寬從對應(yīng)隊(duì)列中取出相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度輸出。
[0014]首先，當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，按照業(yè)務(wù)類型對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，并將數(shù)據(jù)包分別歸類到對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中，與此同時(shí)，數(shù)據(jù)包被賦予初始優(yōu)先級。優(yōu)先級越高，該數(shù)據(jù)包對應(yīng)的應(yīng)用就比低優(yōu)先級數(shù)據(jù)包優(yōu)先接受調(diào)度服務(wù)。本發(fā)明定義了四個(gè)級別的初始優(yōu)先級，其分別為:
優(yōu)先級O:對應(yīng)于非關(guān)鍵應(yīng)用的最低優(yōu)先級，例如文件下載。
[0015]優(yōu)先級1:對應(yīng)于一些多媒體應(yīng)用，允許降低時(shí)延，例如音視頻流媒體。
[0016]優(yōu)先級2:對應(yīng)于實(shí)時(shí)應(yīng)用，例如語音、實(shí)時(shí)視頻。
[0017]優(yōu)先級3:用于任意時(shí)間擁塞控制包傳輸。
[0018]任何實(shí)時(shí)應(yīng)用需要零延時(shí)和特定數(shù)量的帶寬，所以對于關(guān)鍵業(yè)務(wù)分配高優(yōu)先級值來保證其服務(wù)質(zhì)量。對于低優(yōu)先級被用來發(fā)送非關(guān)鍵業(yè)務(wù)，從而就會有當(dāng)其他業(yè)務(wù)出現(xiàn)時(shí)，低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包可能被延時(shí)或丟棄。從而能夠幫助網(wǎng)絡(luò)在特定情況下移除繁忙時(shí)間。
[0019]將上述數(shù)據(jù)包按其應(yīng)用類型分別歸類到對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列之后，按上述四種優(yōu)先級，分別為每一優(yōu)先級隊(duì)列分配不同的權(quán)重值，權(quán)重值數(shù)值越大，則進(jìn)行數(shù)據(jù)包調(diào)度時(shí)其分配的帶寬也就越大。
[0020]根據(jù)上述得到的各級隊(duì)列的權(quán)重值，為隊(duì)列分配相應(yīng)的帶寬，隊(duì)列權(quán)重值的數(shù)值越小，分配所得的帶寬越小，隊(duì)列權(quán)重值數(shù)值越大所得的帶寬越多。
[0021]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)同一時(shí)刻有多個(gè)新的服務(wù)請求到達(dá)時(shí)，則判斷新服務(wù)請求的優(yōu)先級是否比當(dāng)前服務(wù)隊(duì)列的優(yōu)先級高，若是，則將其服務(wù)請求接入；否則，將其延時(shí)并放在隊(duì)列中等待下次處理。
[0022]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)數(shù)據(jù)包在進(jìn)行傳輸時(shí)，其請求的帶寬不能得到滿足，則判斷是否存在有比其優(yōu)先級低的數(shù)據(jù)包正在進(jìn)行傳輸，若是，則將最低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包的權(quán)重值逐次減少一半，并根據(jù)新的權(quán)重值對其重新分配帶寬，直到該較高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包的帶寬得到滿足。
[0023]其中，在步驟D的調(diào)度過程中，當(dāng)某優(yōu)先級高的應(yīng)用被允許進(jìn)行傳輸時(shí)，但此時(shí)如果保持其他正在進(jìn)行的應(yīng)用有效的情況下，該應(yīng)用請求帶寬就無法得到滿足。本發(fā)明通過逐次減小一半最低優(yōu)先級應(yīng)用的權(quán)重值來減小帶寬，直到關(guān)鍵業(yè)務(wù)所需的帶寬得到保證。而當(dāng)前正在進(jìn)行的一些低優(yōu)先級應(yīng)用被打斷并且以初始優(yōu)先級被移到隊(duì)列中排隊(duì)等待處理。
[0024]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)數(shù)據(jù)包的請求在任意時(shí)間被延時(shí)處理，則將其數(shù)據(jù)包的請求優(yōu)先級增加I級，并將該數(shù)據(jù)包放至優(yōu)先級增加后對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中等待處理。
[0025]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D還包括:
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，發(fā)出擁塞控制包請求，對保留的25%的信道帶寬進(jìn)行釋放。這樣的目的是釋放帶寬，解決擁塞。在這種情況下各種低優(yōu)先級應(yīng)用被打斷，并且也不會允許新的請求，直到除實(shí)時(shí)應(yīng)用外的所有關(guān)鍵應(yīng)用被解決。
[0026]進(jìn)一步，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，而此時(shí)只有實(shí)時(shí)應(yīng)用處于激活狀態(tài)時(shí)，對于實(shí)時(shí)應(yīng)用，其最小請求帶寬將被無條件分配。如果總的帶寬不可用，則一些寬帶實(shí)時(shí)應(yīng)用就會被停止，直到滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用需求為止。而在該過程中所有被打斷的應(yīng)用將被移到隊(duì)列中等待處理，該過程排隊(duì)優(yōu)先級為其初始優(yōu)先級。
[0027]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B中權(quán)重值的計(jì)算公式為:
權(quán)重值=該優(yōu)先級隊(duì)列對應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用所需的最小帶寬/總帶寬*100。
[0028]作為所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟C中各優(yōu)先級隊(duì)列的帶寬值的計(jì)算公式為:
帶寬值=(該優(yōu)先級隊(duì)列的權(quán)重值)/ (所有隊(duì)列的權(quán)重值總和)*總帶寬。
[0029]以上是對本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，其特征在于:包括以下步驟: A、根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用類型對接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類處理，并將其歸類至對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中； B、根據(jù)不同的優(yōu)先級，分別為每一優(yōu)先級隊(duì)列分配權(quán)重值； C、根據(jù)各優(yōu)先級隊(duì)列分配得到的權(quán)重值，為各優(yōu)先級隊(duì)列分配相應(yīng)的帶寬值； D、按照優(yōu)先級由高到低的順序輪詢各個(gè)優(yōu)先級隊(duì)列，并根據(jù)各隊(duì)列分配得到的帶寬從對應(yīng)隊(duì)列中取出相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟D還包括: 當(dāng)同一時(shí)刻有多個(gè)新的服務(wù)請求到達(dá)時(shí)，則判斷新服務(wù)請求的優(yōu)先級是否比當(dāng)前服務(wù)隊(duì)列的優(yōu)先級高，若是，則將其服務(wù)請求接入；否則，將其延時(shí)并放在隊(duì)列中等待下次處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟D還包括: 當(dāng)數(shù)據(jù)包在進(jìn)行傳輸時(shí)，其請求的帶寬不能得到滿足，則判斷是否存在有比其優(yōu)先級低的數(shù)據(jù)包正在進(jìn)行傳輸，若是，則將最低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包的權(quán)重值逐次減少一半，并根據(jù)新的權(quán)重值對其重新分配帶寬，直到該較高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包的帶寬得到滿足。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟D還包括: 當(dāng)數(shù)據(jù)包的請求在任意時(shí)間被延時(shí)處理，則將其數(shù)據(jù)包的請求優(yōu)先級增加I級，并將該數(shù)據(jù)包放至優(yōu)先級增加后對應(yīng)的優(yōu)先級隊(duì)列中等待處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟D還包括: 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，發(fā)出擁塞控制包請求，對保留的25%的信道帶寬進(jìn)行釋放。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟B中權(quán)重值的計(jì)算公式為: 權(quán)重值=該優(yōu)先級隊(duì)列對應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用所需的最小帶寬/總帶寬*100。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多優(yōu)先級的隊(duì)列調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟C中各優(yōu)先級隊(duì)列的帶寬值的計(jì)算公式為: 帶寬值=(該優(yōu)先級隊(duì)列的權(quán)重值)/ (所有隊(duì)列的權(quán)重值總和)*總帶寬。
【文檔編號】H04L12/865GK104079501SQ201410248087
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】楊國英, 唐宏, 楊志, 朱思宇 申請人:深圳市邦彥信息技術(shù)有限公司, 中國人民解放軍總參謀部第六十一研究所