[发明专利]一种实现层次化QoS的五级队列调度装置及方法

权利要求书

1.一种实现层次化服务质量QoS的五级队列调度装置，其特征在于，包括流分类模块、入队级调度模块、共享缓存模块、业务流级调度模块、用户级调度模块、子网级调度模块、输出端口级调度模块、调度算法配置模块、流量控制模块、CPU接口模块；所述流分类模块与入队级调度模块相连；入队级调度模块与流分类模块、共享缓存模块、业务流级调度模块相连；业务流级调度模块与入队级调度模块、用户级调度模块、调度算法配置模块相连；用户级调度模块与业务流级调度模块、子网级调度模块、调度算法配置模块相连；子网级调度模块与用户级调度模块、输出端口 级调度模块、调度算法配置模块相连；输出端口级调度模块与子网级调度模块、流量控制模块相连；调度算法配置模块与业务流级调度模块、用户级调度模块、子网级调度模块、CPU接口模块相连；CPU接口模块与调度算法配置模块相连；其中，

所述流分类模块，用于提取待入队的数据分组的服务类型ToS，根据服务类型ToS将其分为四种业务流之一；提取待入队的数据分组的源IP和目的IP，查询源IP所属的用户队列号，查询目的IP所属的子网队列号；根据待入队的数据分组的业务流类型、用户号和子网号得到待入队的数据分组的队列号，并将待入队的数据分组的队列号传送给入队级调度模块；

所述入队级调度模块，用于判断待入队的数据分组是否满足入队条件，将满足入队条件的数据分组入队，并更新入队后的队列容量和缓存模块的存储容量；将不满足入队条件的数据分组丢弃；

所述的入队条件是指同时满足以下两个条件的情形：

条件1，缓存模块存储容量的剩余值大于待入队的数据分组的长度；

条件2，待入队的数据分组所属的队列容量未达到入队门限值；

所述入队门限由共享缓存模块按照下式计算得到：

T＝α_i*(B-∑Q)，

其中，T表示入队门限值，α_i表示第i种业务流的入队门限系数，该入队门限系数由共享缓存模块依据四种业务流的优先级，用大于1的整数来设置每种业务流的值，*表示相乘操作，B表示共享缓存模块的总容量，∑表示求和操作，Q表示共享缓存模块中单个队列的长度；

所述表示共享缓存模块的总容量B由下式计算得到：

B＝(SUBNET*USER*FLOW*AVGLEN)，

其中，SUBNET表示子网数目，USER表示用户数目，FLOW表示业务流类型数目，AVGLEN表示平均队列长度；

所述共享缓存模块，用于存储所有的数据分组；

所述业务流级调度模块，用于依据待调度队列的权值属性，利用调度算法配置模块所选的业务流级调度算法，让待调度队列中的数据分组出队；并判断所选的业务流级调度算法是否完成数据分组出队，完成就将数据分组传送给用户级调度模块；

所述用户级调度模块，用于用户级调度模块依据待调度队列的权值属性，利用调度算法配置模块所选的用户级调度算法，让待调度队列中的数据分组出队；判断所选的用户级调度算法是否完成数据分组出队，完成就将数据分组传送给子网级调度模块；

所述子网级调度模块，用于依据待调度队列的权值属性，利用调度算法配置模块所选的子网级调度算法，让待调度队列中的数据分组出队；判断所选的子网级调度算法是否完成数据分组出队，完成就将数据分组传送给输出端口级调度模块；

所述输出端口级调度模块，用于在流量控制模块中的令牌桶中有令牌时，输出端口级调度模块让在输出端口处排队的数据分组依次出队，同时令牌数依次递减，直至令牌数为零或者数据分组全部出队；

所述CPU接口模块，用于设置流量控制模块中的令牌数目，并将各级调度所需的数据分组个数、数据分组长度、数据分组的虚拟完成时间写入到相应队列的权值信息中；

所述调度算法配置模块，用于配置业务流级调度模块、用户级调度模块、子网级调度模块所需的调度算法；

所述流量控制模块，用于接收CPU接口模块设置的令牌数目，并控制输出端口级调度模块数据分组的出队。