一種區(qū)分服務(wù)的隊(duì)列管理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種區(qū)分服務(wù)的隊(duì)列管理方法，路由器在每一個(gè)分組到達(dá)時(shí)，計(jì)算三種優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的平均隊(duì)列長(zhǎng)度Leni，再根據(jù)本發(fā)明提出的平滑丟棄概率函數(shù)公式計(jì)算丟棄概率，通過設(shè)置參數(shù)n，可以改變丟棄概率的非線性程度，并且可以通過調(diào)整各個(gè)優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列閾值，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同優(yōu)先級(jí)的權(quán)限。本發(fā)明能夠通過平均隊(duì)列長(zhǎng)度的大小，更早檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而進(jìn)行擁塞控制；并通過各個(gè)隊(duì)列閾值的調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)不同優(yōu)先級(jí)的權(quán)限，提高各個(gè)資源之間的帶寬競(jìng)爭(zhēng)的公平性；采用了非線性分段的丟棄函數(shù)，分組的丟棄更加平滑，整體上可以提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和資源利用率。
【專利說(shuō)明】一種區(qū)分服務(wù)的隊(duì)列管理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)區(qū)分服務(wù)【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種區(qū)分服務(wù)的隊(duì)列管 理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等接入方式的多樣化，越來(lái)越多的業(yè)務(wù)需要網(wǎng) 絡(luò)進(jìn)行承載，確保網(wǎng)絡(luò)的Q〇S(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量）成為日益關(guān)注的重點(diǎn)。區(qū)分 服務(wù)模型采用了邊緣復(fù)雜、核心簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)中的路由器劃分為邊緣路由 器和核心路由器，將數(shù)據(jù)分類、標(biāo)記、監(jiān)管、整形等復(fù)雜的功能在邊緣路由器實(shí)現(xiàn)，將匯集流 的分類和相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)處理在核心路由器實(shí)現(xiàn)。由于其體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，信令機(jī)制靈活，擴(kuò)展性 能強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)，可以在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模應(yīng)用。
[0003] 隊(duì)列管理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)區(qū)分服務(wù)QoS的核心技術(shù)。隊(duì)列管理技術(shù)采取分組緩存、時(shí) 延轉(zhuǎn)發(fā)的方式，提高輸出鏈路帶寬的利用率。其工作原理為：分組達(dá)到隊(duì)列時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)某 種策略丟棄該分組，限制分組進(jìn)入隊(duì)列緩存的數(shù)目，因此隊(duì)列管理也稱為丟棄分組的策略。
[0004] 主動(dòng)隊(duì)列算法 AQM (Active Queue Management)是 IETF (Internet Engineering Task Force，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）推薦的基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁塞控制的關(guān)鍵技術(shù)，其中比較具有 代表性的是SallyFloyd等人提出隨機(jī)檢測(cè)RED(Random Early Detection)算法的。RED算 法在隊(duì)列的入口通過監(jiān)控平均隊(duì)列長(zhǎng)度來(lái)檢測(cè)擁塞程度，采取合理的丟包策略，從而避免 擁塞。由于RED算法對(duì)相關(guān)參數(shù)設(shè)置敏感，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量迅速增大時(shí)，RED的性能算法會(huì)急劇 下降。基于此，Sally Floyd和Kevin Fall又提出了一種Gentle-RED算法，算法改變了分 組概率丟棄函數(shù)，提高了 RED在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的性能。
[0005] 此外，David Clark等人提出了 RI0-C算法，RI0-C算法對(duì)于符合規(guī)范的流進(jìn)行分 組，設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)了區(qū)分服務(wù)的要求。RI0-C在區(qū)分服務(wù)模型中，可以實(shí)現(xiàn)三 個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列管理，算法通過控制不同隊(duì)列中分組的丟棄概率來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)流的區(qū)分服 務(wù)。但是RI0-C算法對(duì)于分組的丟棄不夠平緩，容易造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)資源利用 率不高；并且RI0-C算法采用的是線性的分組丟棄方式，未考慮平均隊(duì)列長(zhǎng)度與分組丟棄 概率的非線性特性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)突發(fā)流量的處理能力不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種區(qū)分服務(wù)的隊(duì)列管理方法，以 RI0-C算法為基礎(chǔ)，結(jié)合平均隊(duì)列長(zhǎng)度與分組丟棄概率的非線性特點(diǎn)，提出了分段的平滑丟 棄概率函數(shù)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)對(duì)突發(fā)流量的處理能力，更好地保護(hù)高優(yōu)先級(jí)的業(yè) 務(wù)，提商區(qū)分服務(wù)的能力。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明區(qū)分服務(wù)的隊(duì)列管理方法，包括以下步驟：
[0008] S1 :路由器在每一個(gè)分組到達(dá)時(shí)，計(jì)算三種優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的平均隊(duì)列長(zhǎng)度Lerii，i = 1，2, 3,分別對(duì)應(yīng)高、中、低三種優(yōu)先級(jí)；
[0009] S2 :根據(jù)平滑丟棄概率公式計(jì)算每個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的丟棄概率Pb i，再根據(jù)丟棄概率 Pb_i對(duì)分組中的每個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列進(jìn)行控制，平滑丟棄概率公式為：
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種區(qū)分服務(wù)的隊(duì)列管理方法，其特征在于，包括以下步驟： 51 :路由器在每一個(gè)分組到達(dá)時(shí)，計(jì)算三種優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的平均隊(duì)列長(zhǎng)度Lerii，i = 1，2, 3,分別對(duì)應(yīng)高、中、低三種優(yōu)先級(jí)； 52 :根據(jù)平滑丟棄概率函數(shù)公式計(jì)算每個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的丟棄概率Pb i，再根據(jù)丟棄概率 Pb_i對(duì)分組中的每個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列進(jìn)行控制，平滑丟棄概率函數(shù)公式為：
其中，Minthi為第i個(gè)優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列長(zhǎng)度最小閾值，Maxthi為第i個(gè)優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列長(zhǎng)度 最大閾值，并且Maxth(i+1)彡Min^PmaXi為第i個(gè)優(yōu)先級(jí)的調(diào)整控制參數(shù)，PmaXi < Pmaxi+1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隊(duì)列管理方法，其特征在于，所述平均隊(duì)列長(zhǎng)度Leni的計(jì)算 方法為： 計(jì)算當(dāng)前物理隊(duì)列長(zhǎng)度(>)狀81^11=(11(1)(^￥81^11 /+￥(1\(>)；[11，其中，(^￥81^11/為上一 次分組到達(dá)時(shí)計(jì)算得到的物理隊(duì)列長(zhǎng)度，W,為設(shè)置的權(quán)重系數(shù)，Qin表示當(dāng)前物理緩沖隊(duì)列 的瞬時(shí)長(zhǎng)度，Qin = Qir^+Qir^+Qir^，Qirii表示第i個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的瞬時(shí)長(zhǎng)度；第i個(gè)優(yōu)先 級(jí)的平均隊(duì)列長(zhǎng)度Leni的計(jì)算公式為 ：
【文檔編號(hào)】H04L12/24GK104092566SQ201410289786
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】徐杰, 宋健偉, 孫健, 朱新新 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)