[发明专利]基于队列状态的累计补偿型循环轮询不定长包调度方法

说明书

本发明涉及电信领域，特别涉及到在各种路由器、包交换系统和综合业务接入设备中不定长包的多输入、单输出排队系统。

随着通信技术的迅猛发展，各种包交换技术，特别是IP技术日趋成熟并实用化，良好的调度算法能够节约传输带宽，降低设备的复杂度，更重要的是能够保证网络的安全性，以防恶意破坏者的攻击。

现有的调度算法中，主要有1989年第12期数字通信特别组会议录第1到12页的题为“公平排队策略的分析与仿真”(A．Demers，S．Keshav，and S．Shenker．Analysis and simulation of a fairqueuing algorithm．In Proc．ACM SIGCOMM’89，September 1989，pp：1-12)公开的先到先服务策略(FCFS，First-Come-First-Serve)、公平排队策略(FQ，Fair Queuing Algorithm)和IEEE通信汇刊1987年第4期第435到438页的题为“存储器有限的包交换技术研究”(JohnNagle．On packet switches with infinite storage．IEEE Trans．on Comm．，COM-35(4)，April 1987，pp．435-438．)公开的逐包调度方法(Packet-by-Packet Round Robin)，先到先服务策略完全不能保证各个输入流的公平性，造成网络易于受到攻击。而公平排队策略虽然能够保证各个输入流的公平性，但却非常复杂，需要0(log(n))次复杂运算才能调度一个包，其中n为经过调度系统的流数，特别不适于高速交换网络。逐包调度算法虽然运算不很复杂，也具有一定的抗恶意攻击能力，但对不定长包交换系统，对长包和短包不是同等对待，造成不公平，在极端情况下，两个同样服务等级的流，一个流所占的输出带宽可能是另一流的Max／Min倍，上述Max、Min分别为用字节表示的最大和最小包长。

针对上述现有调度方法不能兼顾公平性和复杂度的缺陷，本发明的目的是给出一种不定长包调度算法，该方法能在在低复杂度条件下，实现不定长包的公平调度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于队列状态的累计补偿型循环轮询不定长包调度方法，该方法包括以下步骤：

(1)初始设置循环轮询的周期N和初始轮询的队列号i=0，将各个队列的轮询等待次数计数器置零，其中N为队列数；

(2)轮询第i号队列；

(3)判断第i号队列是否处于“忙”状态，若是，转步骤(4)继续操作，否则转步骤(8)继续操作；

(4)对轮询等待次数C清零；

(5)从第i号队列中读出T字节数据；

(6)判断读出的T字节数据是否正好为整数个包，如是，转步骤(18)继续操作，否则转步骤(7)继续操作；

(7)将当前包输出完毕，然后转步骤(18)继续操作；

(8)判断轮询等待次数计数器C_i是否为0，如是，转步骤(9)继续操作，否则转步骤(13)继续操作；

(9)从第i队列中取出最前面一个包的包头，从中读出包长L；

(10)计算轮询等待次数C_i=[L／P]_取整，P为包长分界长度，包长大于P的分组为“长包”，包长小于等于L的分组为“短包”；

(11)判断C_i是否等于0，如等于0，转步骤(17)继续操作，若C_i不为0，转步骤(12)继续操作；

(12)轮询等待一次，然后转步骤(18)继续操作；

(13)判断轮询等待次数计数器C_i是否为1，如不为l，转步骤(14)继续操作，否则转步骤(16)继续操作；

(14)计算C_i=C_i-1；

(15)轮询等待一次，然后转步骤(18)继续操作；

(16)对轮询等待次数计数器C_i清零；

(17)输出第i号队列的队头的包；

(18)计算i=[i+1]_mod T，返回上述步骤(2)，准备轮询下一队列。

上述T、P的值根据系统环境决定。