[发明专利]一种队列调度算法及系统

说明书

本发明公开了一种队列调度算法，包括：初始化所有队列，设置各队列的权值并存储，设置系统虚拟时间和各队列的虚拟开始时间和虚拟结束时间；判断是否有分组到达空队列；当有分组到达空队列，重新计算虚拟开始时间和虚拟结束时间，更新系统虚拟时间；判断队列中是否存在突发业务；当存在突发业务，调整突发业务队列的权值，重新计算虚拟开始时间和虚拟结束时间，更新系统虚拟时间；根据最小合格虚拟完成时间优先的分组选择策略调度分组。可见本发明提供的队列调度算法，通过引入虚拟延迟为高优先级的业务流提供了时延保证；通过对突发业务队列调整权值，引入权值调整机制，保证了突发性业务能得到及时有效的调度，减少丢包率从而提高了调度效率。

技术领域

本发明涉及队互联网通信技术领域，特别是指一种队列调度算法及系统。

背景技术

现有广泛应用的队列调度算法是WF²Q+(Worst-case Fair Weighted FairQueuing+，最差情形公平加权公平排队)算法，WF²Q+算法是一种公平类调度算法，基于理想的流调度模型GPS(Generalized Processor Sharing，通用处理器共享)，通过定义系统虚拟时间函数以及虚拟开始时间和虚拟结束时间对理想化的GPS流媒体模型进行逼近，按照预先分配的权值为各个业务流分配带宽，提供公平的传输服务。

但是WF²Q+算法由于每个数据流严格按照权值比例公平地享有带宽，不能保证高优先级实时业务的时延性能；其次，WF²Q+算法中每一个队列都拥有一个固定的权值，开始运行时依据该权值为每个数据流分配固定的带宽，在后期调度的过程中用来计算分组的虚拟结束时间，当实时性的业务突发时，由于算法的权值没有发生变化，因此分组虚拟结束时间和分配的服务速率都没有变化，也就意味着分组的转发顺序没有发生变化，导致突发性业务不能得到及时有效的调度，增大丢包率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种高效并具有延时性能的队列调度算法及系统。

基于上述目的本发明提供的队列调度算法包括：

初始化所有队列，设置各队列的权值并存储，设置系统虚拟时间和各队列的虚拟开始时间和虚拟结束时间；

判断是否有分组到达空队列；

当有分组到达空队列，对所述空队列重新计算虚拟开始时间和虚拟结束时间，更新系统虚拟时间；

判断队列中是否存在突发业务；

当存在突发业务，调整突发业务队列的权值，重新计算虚拟开始时间和虚拟结束时间，更新系统虚拟时间；

根据最小合格虚拟完成时间优先的分组选择策略调度分组。

进一步的，重新计算虚拟开始时间和虚拟结束时间，更新系统虚拟时间的方法包括：

通过公式：

计算更新系统虚拟时间，各队列按优先级从高到低编号，其中，i表示优先级为i的队列，V(t)表示t时刻对应的系统虚拟时间，V(t+τ)表示t+τ时刻对应的系统虚拟时间，W(τ)表示时间间隔τ内调度器服务的分组总量，表示队列i队首分组的虚拟开始时间，表示t时刻等待服务的中非空队列的集合；

通过公式：

计算更新虚拟开始时间和虚拟结束时间，其中，为队列i中第k个分组到达队列头部的时间，为队列i中第k个分组的长度，r_i为队列i的服务速率，d_i表示队列i的虚拟延迟时间。

进一步的，通过公式：