專利名稱：在基于atca的設(shè)備中調(diào)度通信流量的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及在基于高級電信計(jì)算架構(gòu)(Advanced Telecom Computing Architecture，簡稱ATCA)的設(shè)備中調(diào)度通信流量的方法及裝置。
背景技術(shù)：
ATCA架構(gòu)是一種用于多種電信產(chǎn)品的重要硬件架構(gòu)?；贏TCA架構(gòu)的設(shè)備(以下簡稱為ATCA設(shè)備)具有成本低和高靈活性的特點(diǎn)。一般地，ATCA設(shè)備可采用插槽刀片(blade)式服務(wù)器的形式。在ATCA機(jī)架上可容納數(shù)十個(gè)“刀片”(即實(shí)現(xiàn)不同功能的裝置)，而在每個(gè)刀片上可運(yùn)行相同或不同的應(yīng)用。

圖1示出了一種典型的ATCA設(shè)備，在機(jī)架上設(shè)置有兩個(gè)控制刀片A、B、十個(gè)實(shí)時(shí)刀片C、D、 E、F、G、H、I、J、K、L和兩個(gè)交換刀片S。控制刀片用于管理ATCA設(shè)備中所有其它的刀片， 實(shí)時(shí)刀片用于處理通信流量或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，交換刀片用于將這些刀片連接在一起以與外部設(shè)備進(jìn)行通信。對于每一個(gè)進(jìn)入分組，控制刀片確定哪個(gè)實(shí)時(shí)刀片能夠被分配以處理該進(jìn)入分組。當(dāng)啟動(dòng)新的應(yīng)用時(shí)，需要識別能夠用于負(fù)責(zé)新應(yīng)用的分組的處理的實(shí)時(shí)刀片。因此，ATCA設(shè)備需要考慮刀片的負(fù)載平衡和接入控制機(jī)制，以有效地利用所有刀片的處理能力。另外，當(dāng)在一個(gè)ATCA機(jī)架上配置越來越多的應(yīng)用時(shí)，如何最佳地利用ATCA 設(shè)備的容量以及如何調(diào)度和平衡來自不同應(yīng)用的請求是關(guān)鍵問題。因此，需要解決的問題是如何調(diào)度和平衡從多個(gè)應(yīng)用到ATCA設(shè)備的一個(gè)刀片的請求，以致整個(gè)ATCA設(shè)備具有最佳的魯棒性和容量?，F(xiàn)有的用于通信流量調(diào)度的方法主要包括輪詢調(diào)度方法、加權(quán)輪詢調(diào)度方法和基于CPU負(fù)載的調(diào)度方法。下面對上述現(xiàn)有的調(diào)度方法進(jìn)行簡單的說明。1.輪詢調(diào)度方法輪詢調(diào)度(Round Robin)方法是一種靜態(tài)的負(fù)載均衡算法，其在分配新的流量時(shí)并不考慮各個(gè)流量處理刀片的當(dāng)前空閑容量，而只是平均地向各個(gè)流量處理刀片分配工作負(fù)載。在該方法中，流量處理刀片在一個(gè)循環(huán)周期中被順序地選擇。如果采用輪詢調(diào)度方法，則進(jìn)入的分組將被一個(gè)接一個(gè)地輪流分配給每個(gè)可用的流量處理刀片。在給定的時(shí)段，每個(gè)流量處理刀片上處理的分組數(shù)量之差小于1。輪詢調(diào)度方法適用于具有相同配置的流量處理刀片和相同運(yùn)行環(huán)境的系統(tǒng)。但是，對于ATCA設(shè)備，每個(gè)流量處理刀片是自治系統(tǒng)，并且在每個(gè)刀片上運(yùn)行的應(yīng)用可以不相同。在這種情況下，流量處理刀片是非對稱配置的，即在某些流量處理刀片上運(yùn)行的應(yīng)用可能比其它流量處理刀片上的應(yīng)用更多，從而使這些流量處理刀片上運(yùn)行的應(yīng)用的模塊比其它流量處理刀片的更多。圖2示出了在具有非對稱配置的流量處理刀片的ATCA設(shè)備中使用輪詢調(diào)度方法的情形的示意圖。如圖2所示，歸屬用戶服務(wù)器HSS應(yīng)用在流量處理刀片E和F上運(yùn)行， 3GPP長期演進(jìn)技設(shè)備(LTE)應(yīng)用在流量處理刀片K和L上運(yùn)行，而歸屬位置寄存器HLR應(yīng)用和移動(dòng)號碼攜帶MNP應(yīng)用在所有流量處理刀片上運(yùn)行。在這種情況下，采用輪詢調(diào)度方法，則會(huì)出現(xiàn)每個(gè)流量處理刀片的資源使用不平均的情形，對于那些運(yùn)行更多應(yīng)用的流量處理刀片，其CPU使用率肯定比其它流量處理刀片的高(參見圖2)，這容易導(dǎo)致ATCA設(shè)備的擁塞和不穩(wěn)定，從而使得整個(gè)ATCA設(shè)備的利用率低下。2.加權(quán)輪詢調(diào)度方法加權(quán)輪詢調(diào)度方法是輪詢調(diào)度方法的擴(kuò)展。在該方法中，每個(gè)流量處理刀片被分配有一定的權(quán)值，該權(quán)值表明流量處理刀片的處理容量。權(quán)值可以預(yù)先配置或動(dòng)態(tài)變化。假設(shè)Wij是在流量處理刀片i上的應(yīng)用j的權(quán)值，則對于每個(gè)周期，可基于權(quán)值分配流量權(quán)利要求
1.一種在基于高級電信計(jì)算架構(gòu)的設(shè)備中調(diào)度通信流量的方法，其中所述設(shè)備至少包括流量處理裝置，所述方法包括收集所述流量處理裝置的通信流量信息；基于所收集的通信流量信息，生成所述流量處理裝置在下一個(gè)時(shí)間段的流量分配規(guī)則；以及基于所生成的流量分配規(guī)則，對進(jìn)入所述設(shè)備的通信流量進(jìn)行調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述收集所述流量處理裝置的通信流量信息的步驟包括測量在所述流量處理裝置上的進(jìn)入的流量和丟失的流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述基于所收集的通信流量信息，生成所述流量處理裝置在下一個(gè)時(shí)間段的流量分配規(guī)則的步驟包括對于在所述設(shè)備上運(yùn)行的每一個(gè)應(yīng)用，基于所述進(jìn)入的流量和所述丟失的流量，計(jì)算該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的進(jìn)入流量速率和流量丟失率；確定運(yùn)行該應(yīng)用的流量處理裝置中所述流量丟失率超過預(yù)定服務(wù)質(zhì)量的流量處理裝置的數(shù)量；當(dāng)所確定的流量處理裝置的數(shù)量為零時(shí)，使用現(xiàn)有的用于通信流量調(diào)度的方法計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段向所述流量處理裝置分配的該應(yīng)用的通信流量；當(dāng)所確定的流量處理裝置的數(shù)量不為零時(shí)，對于所述流量丟失率超過預(yù)定服務(wù)質(zhì)量的流量處理裝置基于所述進(jìn)入流量速率和所述流量丟失率，計(jì)算該應(yīng)用在該流量處理裝置上的當(dāng)前處理速率；基于所述當(dāng)前處理速率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段該應(yīng)用在該流量處理裝置上的期望流量速率；對于所述流量丟失率低于預(yù)定服務(wù)質(zhì)量的流量處理裝置基于所述進(jìn)入流量速率和目標(biāo)流量速率，確定在下一個(gè)時(shí)間段將要處理的該應(yīng)用的流量速率；基于所確定的在下一個(gè)時(shí)間段將要處理的該應(yīng)用的流量速率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段該應(yīng)用在該流量處理裝置上的期望流量速率；以及基于所計(jì)算的在下一個(gè)時(shí)間段該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的期望流量速率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段向所述流量處理裝置分配的該應(yīng)用的通信流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述現(xiàn)有的用于通信流量調(diào)度的方法是輪詢調(diào)度方法、加權(quán)輪詢調(diào)度方法和基于CPU負(fù)載的調(diào)度方法中的任意一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述設(shè)備上運(yùn)行單個(gè)應(yīng)用；所述基于所收集的通信流量信息，生成在下一個(gè)時(shí)間段的所述流量處理裝置的流量分配規(guī)則的步驟包括基于所述進(jìn)入的流量和所述丟失的流量，計(jì)算在所述流量處理裝置上的進(jìn)入流量速率和流量丟失率；基于所述流量丟失率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的通信流量的比率；以及基于所計(jì)算的比率和目標(biāo)流量速率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的期望流量速率。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在所述設(shè)備上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用；所述基于所收集的通信流量信息，生成所述流量處理裝置在下一個(gè)時(shí)間段的流量分配規(guī)則的步驟包括對于每一個(gè)應(yīng)用，基于所述進(jìn)入的流量和所述丟失的流量，計(jì)算該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的進(jìn)入流量速率和流量丟失率；計(jì)算該應(yīng)用的總流量速率；基于所述流量丟失率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的通信流量的比率；以及基于所述總流量速率和所計(jì)算的比率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的該應(yīng)用的期望流量速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述基于所生成的流量分配規(guī)則， 對進(jìn)入所述設(shè)備的通信流量進(jìn)行調(diào)度的步驟包括接收進(jìn)入所述設(shè)備的通信流量；根據(jù)所述流量分配規(guī)則，確定將要處理所接收的通信流量的流量處理裝置；以及將所接收的通信流量路由到所確定的流量處理裝置。
8.一種在基于高級電信計(jì)算架構(gòu)的設(shè)備中調(diào)度通信流量的裝置，其中所述設(shè)備至少包括流量處理裝置，所述裝置包括收集模塊，用于收集所述流量處理裝置的通信流量信息；流量分配規(guī)則生成模塊，用于基于所收集的通信流量信息，生成所述流量處理裝置在下一個(gè)時(shí)間段的流量分配規(guī)則；以及調(diào)度模塊，用于基于所生成的流量分配規(guī)則，對進(jìn)入所述設(shè)備的通信流量進(jìn)行調(diào)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述收集模塊包括測量單元，用于測量在所述流量處理裝置上的進(jìn)入的流量和丟失的流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述收集模塊設(shè)置在各個(gè)流量處理裝置上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述流量分配規(guī)則生成模塊包括進(jìn)入流量速率計(jì)算單元，用于對于在所述設(shè)備上運(yùn)行的每一個(gè)應(yīng)用，基于所述進(jìn)入的流量，計(jì)算該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的進(jìn)入流量速率；流量丟失率計(jì)算單元，用于基于所述進(jìn)入的流量和所述丟失的流量，計(jì)算該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的流量丟失率；確定單元，用于確定運(yùn)行該應(yīng)用的流量處理裝置中所述流量丟失率超過預(yù)定服務(wù)質(zhì)量的流量處理裝置的數(shù)量；通信流量計(jì)算單元，用于當(dāng)所述確定單元所確定的流量處理裝置的數(shù)量為零時(shí)，使用現(xiàn)有的用于通信流量調(diào)度的方法計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段向所述流量處理裝置分配的該應(yīng)用的通信流量；用于當(dāng)所述確定單元所確定的流量處理裝置的數(shù)量不為零時(shí)，對于所述流量丟失率超過預(yù)定服務(wù)質(zhì)量的流量處理裝置，基于所述進(jìn)入流量速率和所述流量丟失率，計(jì)算該應(yīng)用在該流量處理裝置上的當(dāng)前處理速率，并基于所述當(dāng)前處理速率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段該應(yīng)用在該流量處理裝置上的期望流量速率，對于所述流量丟失率低于預(yù)定服務(wù)質(zhì)量的流量處理裝置，基于所述進(jìn)入流量速率和目標(biāo)流量速率，確定在下一個(gè)時(shí)間段將要處理的該應(yīng)用的流量速率，并基于所確定的在下一個(gè)時(shí)間段將要處理的該應(yīng)用的流量速率， 計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段該應(yīng)用在該流量處理裝置上的期望流量速率，以及基于所計(jì)算的在下一個(gè)時(shí)間段該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的期望流量速率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段向所述流量處理裝置分配的該應(yīng)用的通信流量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述現(xiàn)有的用于通信流量調(diào)度的方法是輪詢調(diào)度方法、加權(quán)輪詢調(diào)度方法和基于CPU負(fù)載的調(diào)度方法中的任意一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，在所述設(shè)備上運(yùn)行單個(gè)應(yīng)用； 所述流量分配規(guī)則生成模塊包括進(jìn)入流量速率計(jì)算單元，用于基于所述進(jìn)入的流量，計(jì)算在所述流量處理裝置上的進(jìn)入流量速率；流量丟失率計(jì)算單元，用于基于所述進(jìn)入的流量和所述丟失的流量，計(jì)算在所述流量處理裝置上的流量丟失率；比率計(jì)算單元，用于基于所述流量丟失率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的通信流量的比率；以及期望流量速率計(jì)算單元，用于基于所計(jì)算的比率和目標(biāo)流量速率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的期望流量速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，在所述設(shè)備上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用； 所述流量分配規(guī)則生成模塊包括進(jìn)入流量速率計(jì)算單元，用于對于每一個(gè)應(yīng)用，基于所述進(jìn)入的流量，計(jì)算該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的進(jìn)入流量速率；流量丟失率計(jì)算單元，用于基于所述進(jìn)入的流量和所述丟失的流量，計(jì)算該應(yīng)用在所述流量處理裝置上的流量丟失率；總流量速率計(jì)算單元，用于計(jì)算該應(yīng)用的總流量速率；比率計(jì)算單元，用于基于所述流量丟失率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的通信流量的比率；以及期望流量速率計(jì)算單元，用于基于所述總流量速率和所計(jì)算的比率，計(jì)算在下一個(gè)時(shí)間段分配給所述流量處理裝置的該應(yīng)用的期望流量速率。
15.根據(jù)權(quán)利要求8至14任意一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述調(diào)度模塊包括 接收單元，用于接收進(jìn)入所述設(shè)備的通信流量；流量處理裝置確定單元，用于根據(jù)所述流量分配規(guī)則，確定將要處理所接收的通信流量的流量處理裝置；以及路由單元，用于將所接收的通信流量路由到所確定的流量處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在基于高級電信計(jì)算架構(gòu)的設(shè)備中調(diào)度通信流量的方法以及相應(yīng)的裝置。在該方法中，收集所述設(shè)備中的流量處理裝置的通信流量信息，基于所收集的通信流量信息，生成所述流量處理裝置在下一個(gè)時(shí)間段的流量分配規(guī)則，以及基于所生成的流量分配規(guī)則，對進(jìn)入所述設(shè)備的通信流量進(jìn)行調(diào)度。本發(fā)明的方法考慮到整個(gè)設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量和簽約容量，并考慮到流量處理裝置的動(dòng)態(tài)處理能力和運(yùn)行環(huán)境，通過自適應(yīng)地調(diào)整通信流量的分配，能夠很好地平衡具有非對稱的多應(yīng)用配置的設(shè)備中各個(gè)流量處理裝置的負(fù)載，從而確保整個(gè)設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號H04L12/56GK102420741SQ20101050324
公開日2012年4月18日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者劉強(qiáng), 劉芳, 煙東, 王斌, 遲彩霞 申請人:朗訊科技投資有限公司