[发明专利]防止周期调度中队列溢出的方法、控制器及计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种防止周期调度中队列溢出的方法、控制器及计算机可读存储介质，涉及网络通信技术领域。控制器获取个节点的周期大小以及队列数目，叠加接口速率，业务带宽需求，报文最大长度信息，综合判断，需要进行定长切片处理的业务及切片长度，需要额外膨胀的带宽需求，选定路径并下发切片操作。本发明提供一种根据周期对应的队列数，依据带宽需求，对报文在边缘设备出接口进行定长切片，抵消以太网的整包收发带来的突发问题，同时，适当在控制单元膨胀带宽需求的方法，来避免中心汇聚节点的周期队列溢出的问题。

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种防止周期调度中队列溢出的方法、控制器及计算机可读存储介质。

背景技术

确定性网络技术目前是业界研究的重点领域，是未来6G通信的4大支撑技术之一。目前在多个标准组织进行标准化相关工作。

业界目前在分组数据通信领域，为了保证低时延、低抖动业务要求，有多种技术路线，分别对应不同的应用场景。其中在广域网（WAN--Wide Area Network）和局域网（LAN--local Area Network）中，都会用到基于时间周期的调度方式。

现有技术中，时间周期只有一种固定的时间大小，或者有多种时间周期时要求不同的时间周期大小之间满足2的幂次方关系如：1T、2T、4T、8T（此处T代表一个时间大小，譬如可以设定T=10us，注意us=微妙），对应每种周期都有一系列的队列去支撑，如图1所示。端口出队列Q1-Q8对应的调度周期是1T，Q9-Q12对应的调度周期是2T，Q13-Q14对应的调度周期是4T。需要注意的是，每种类别的队列长度是不一样的，按照端口速率R=10Gbps，T=10us计算，Q1-Q8的队列长度Q-L=100000bit，Q9-Q12的队列长度Q-L=200000bit，Q13-Q14的队列长度Q-L=400000bit。

在确定性的转发中，通常如图2所示，由一个控制单元（譬如一个外置的控制器），在算路的时候会根据带宽等参数进行路径安排，假设节点P1到节点PE4的端口速率R=10Gbps，有100条接近100M的业务流经过，从单纯的带宽安排来看，是没有问题。这里假设业务流是8K视频流，每125us，发送一个1500字节的报文，算下来8000*1500*8=96000000bps，接近100M。

但是需要注意，这里业务流带宽的计算是按照秒级时间窗来看的，如果放到10us级别看，瞬间业务流量是很大的，如图3所示。我们期望业务流flow1是100Mbps如虚线所示，连续的以100Mbps连续发送，但是实际上，业务是每隔125us，发送一个大（1500字节）的报文，在PE1往P1发送的接口，如果是10Gbps接口的话，它发送速率实际是10Gbps，持续1.2us左右，大部分时间，此业务又没有数据包。即使在PE1的入接口进行限速，但是因为以太网的整包收发特性，在PE1的内部，还是等收到完整的报文，在从出接口发出，这时在出接口还是体现为瞬时高突发业务流。

这个特性，在基于周期调度的机制下就带来一个队列溢出问题，对于P1的接口1来说，调度周期为T=10us的队列Q来说，同一周期内，可以容纳100000bit，相当于12500字节，就是说同时来9个类似Flow1的业务（12500/1500约等于8.3），队列就会溢出，而预计是可以支持将近100条业务流的。

发明内容

发明目的：提出防止周期调度中队列溢出的方法、控制器及计算机可读存储介质，依据带宽需求，对报文在边缘设备出接口进行定长切片，抵消以太网的整包收发带来的突发问题，同时，适当在控制单元膨胀带宽需求的方法，来避免中心汇聚节点的周期队列溢出的问题，从而有效解决现有技术存在的上述问题。

第一方面，提出一种防止周期调度中队列溢出的方法，步骤如下：

S1、启动设备、控制器；

S2、控制器收集拓扑以及各节点信息，包括周期调度长度T、此调度周期对应的队列数目Q_num、端口速率BW_rate；