[发明专利]在以太网交换芯片上实现多级调度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以太网交换机的质量服务技术，更具体地，涉及一种在以太网交换芯片上实现多级调度的方法。

背景技术

随着网络应用飞速发展，新型业务不断出现，例如，IP语音和视频会议等非传统数据通信业务，能够融合语音、视频、数据的三网合一是网络发展的趋势。对于具有不同网络服务要求的语音、视频和数据应用通信而言，要求IP网络核心具有区分出不同的通信的能力，进而为之提供不同的服务，达到区分服务的目的。QoS(Qualityof Service)服务质量技术的出现便是致力于达到区分服务、保证服务质量的目的。QoS旨在针对各种应用的不同需求，为其提供不同的服务质量。

目前比较流行的Diffserv模型，主要是利用基于二层的COS(IEEE802.1p)字段和基于IP层的DSCP字段来将报文加以区分，给其分配不同的优先级，在网络发生拥塞的时候按照一定的丢弃策略如SP(Strict Priority)调度，WRR(Weighted Round Robin)调度等对不同优先级的报文有选择的进行丢弃，从而提供针对不同业务的服务质量技术。

随着宽带接入技术的进一步发展，单一依靠COS字段或者DSCP字段来实现服务质量显得越来越不能满足运营商的需求。很多时候，运营商是一种出售带宽的角色，利用虚拟局域网等技术，向不同的服务提供商出售带宽；而在同一服务提供商的数据包里，由于还存在着多种业务，其优先级各不相同，这时同样需要进行Diffserv的质量服务，这实际是是要求交换设备提供一种多级队列调度功能，而多数的以太网交换芯片只能做到基于COS值或DSCP值的单级队列调度，难以满足运营商的需求。

另一方面，以太网交换芯片虽然多数提供了限速的功能，通过控制特定流量的速率来达到QoS效果，但是这种功能往往只能对某种特殊特征的数据流进行限速，如图1所示，而难以达到多级限速的效果。

因而，为了解决上述问题，急需一种能够在以太网交换芯片上实现多级调度的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种在以太网交换芯片上实现多级调度的方法，用于在以太网交换芯片上实现复杂的流量管理。

本发明提供了一种在以太网交换芯片上实现多级调度的方法，其包括以下步骤：步骤1，设置每个一级队列的总带宽，以及一级队列中的每个二级队列的保证带宽、非保证带宽、以及同一个一级队列中各二级队列之间的调度算法；步骤2，读取一级队列和二级队列在一个时刻的实际速率；步骤3，依次计算每个一级队列中各个二级队列的最终速率；步骤4，根据计算出的各个二级队列的最终速率，对实际速率大于最终速率的二级队列进行限速；以及步骤5，等待预定时间，从步骤2开始重新进行调度。

在步骤2中，实际速率的读取是由交换芯片所提供的计数器实现的。

在步骤3中，计算包括以下步骤：从总带宽中减去所有二级队列实际流量中未超过保证带宽的部分；根据预先设定的队列调度算法，将剩余带宽分配给各个二级队列以满足各个二级队列的非保证带宽，得到每个二级队列所分配到的实际非保证带宽；以及用每个二级队列的保证带宽加上实际非保证带宽，以得到二级队列的最终速率。

在步骤4中，限速是通过交换芯片的限速功能实现的。

其中，保证带宽是无论网络是否拥塞，交换芯片保证队列最多可达到的出队速率。非保证带宽是队列超出保证带宽的速率所能达到的最大值。二级队列是具有层级关系的至少一个更低级别的队列。

因而，利用上面所提出的方法，能够在普通的交换芯片上实现复杂的流量管理，在多个服务商的业务流通过同一块交换芯片时，能够在限制单个服务商流量的同时，保证其内部不同业务按照预先的设定的优先级和调度算法进行独立的区分服务，从而达到了很好的效果，这是原先仅依靠芯片自有的调度所无法做到的。实际上上面的方法可以进行推广，将所有队列的保证带宽全部设置为0的时候，就可以达到队列之间完全按照优先级来抢占带宽的效果。另一方面，上面的方法是一种二级调度，如果有需求，可以再设置约束，比如两个运行商的业务流总和是一定的，将上面的最终速率计算方法稍加改动，则可以实现更为复杂的三级调度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：