[发明专利]面向时间触发以太网的自适应服务质量优先级调度方法

摘要

本发明提供了一种面向时间触发以太网的自适应服务质量优先级调度方法，本方法通过链路观测模块对链路进行实时监测，计算并统计不同优先级报文的信息，动态的给出系统相关参数的配置，使得系统能够对链路做出实时的调整，在保障高优先级数据优先转发的情况下，通过自适应的调整各条流的带宽限速速率，以达到在不同的链路情况下更加合理的利用带宽的目的。

主权项

1.一种面向时间触发以太网的自适应服务质量优先级调度方法，其特征在于，该方法由限流部分和优先级控制部分组成，两个部分都由链路观测模块的监测结果控制，但是两个部分彼此无关，其中限流部分主要完成对令牌阵列的配置任务，优先级控制部分主要完成报文的优先级调度；所述链路观测模块包括统计模块、记录模块、计算模块、配置模块、流记录模块五个模块，其中统计模块的功能是对进入的报文信息进行分类，根据分类对不同的流进行监测统计；记录模块的功能是将一段时间内监测的统计结果记录到五元组，五元组指的是分类标识、报文长度、报文个数、最大报文间隔、最小报文间隔；计算模块的功能是根据五元组中相关参数计算出报文的限流带宽；配置模块的功能是形成相应的配置参数发送给限流部分的令牌阵列模块，这样每隔一段时间能够更新一次令牌阵列的配置，使得令牌阵列能够随着链路实际状况动态调整；流记录模块的功能是根据分类监测流状态，将监测的结果记录到流记录模块中，对于长时间未检测报文的流，通过发送相关的标识信息给优先级控制部分的优先级调度模块，使得优先级调度模块运行时，删除相应流的时隙，而再次监测到该流的报文时，即立即重新启动该流对应的时隙；所述限流带宽公式为，其中n表示流的数量，i表示其中的某条流；当计算出的报文限流带宽为初始带宽的90％～110％，配置模块则使用初始的参数配置，当计算出的报文限流带宽小于初始带宽的90％或110％时，配置模块需按照实际所需的比例重新配置参数；所述限流部分的令牌阵列模块接收到链路观测模块发送的相应的配置参数后，会进入限流处理，通过比较相应优先级的流内存在的令牌数与报文的大小，来决策报文是通过或是丢弃，并将决策控制结果输出给后续逻辑单元，由后续逻辑单元执行相应处理，从而达到流量控制的目的；所述令牌桶配置参数为令牌桶深、令牌增加粒度、令牌粒度和时间粒度，令牌桶配置参数与五元组的报文个数、报文长度相关；令牌阵列模块计算令牌桶速率其中tokenadd_gen表示令牌增加粒度，time_gen为令牌桶的时间粒度，T为系统运行周期；令牌阵列模块根据令牌桶的时间粒度、令牌增加粒度和报文的决策控制结果，对令牌桶执行添加或删除令牌操作；所述优先级控制部分的优先调度模块内设一个定时器，完成多个时隙的定时，对于优先级高的报文，分配的时隙会更长，而优先级低的报文，则分得更短的时隙；当所述链路观测模块长时间未监测到某条流的报文时，通过标识信息通知优先级控制部分的优先级调度模块删除该条流对应的时隙，并将该流所对应的时隙，按照时隙公式分配给其他流进行运行，在下一个新的调度周期开始按照重新分配的时隙进行报文转发，当链路观测模块重新监测到某条流的报文时，首先将该流的报文转发通过补偿定时进行发送，当链路观测模块再次监测到该流对应报文时，则通知调度模块重新开启时隙分配，这样避免系统某一突发的报文对时隙资源的消耗；记一个优先级调度周期为T中，T由定时长度T₀和补偿定时T₁构成，一个优先级调度周期T中，系统首先运行T₀，而当T₀运行结束之后，T₁才开始运行，所述时隙公式为，其中n表示优先级的数量，i表示某个优先级；如果报文优先级高且数据量小，控制结果优先转发，设置更小的转发速率；如果报文优先级高且数据量大，控制结果优先转发，设置更大的转发速率；如果报文优先级低且数据量小，控制结果次优先转发，设置更小的转发速率；如果报文优先级低且数据量大，控制结果次优先转发，设置更大的转发速率。