一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法，包括：端到端有明确时延要求的数据包中，有服务质量保障要求的数据包设为高优先级，否则设为低优先级。在有差分队列服务队列的节点设置权重系数，将有服务质量保障要求的高优先级数据包在该节点可容忍的最大等待时长乘以该权重系数，计算对应数据包新的可容忍的最大等待时长、最迟需要离开的时刻，将队列中所有的数据包按照其最迟需要离开的时刻升序排序，在队列头依次转发数据包即可。本发明专利技术实施例使差分队列服务队列对有服务质量保障要求的高优先级数据包优先进行转发，实现了对差分队列服务队列数据包的服务质量保障的良好支持，更好的满足了端到端的服务质量保障要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法
本专利技术涉及数据传输
，尤其涉及一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法。
技术介绍
在下一代网络标准体系中，服务质量(QoS)保障是极为关键的内容，尤其是实时业务必须考虑服务质量保障问题。现有的互联网方案中，主要采用两种服务质量模型，即综合服务(IntegratedServices)和区分服务(DifferentiatedServices)。综合服务质量模型主要采用资源预留协议为每个数据流在其所经过的各个路由器进行资源预留，从而为其提供服务质量，由于网络需要存储大量的状态信息，综合服务质量模型具有可扩展性问题，不适用于大型网络。区分服务质量模型采用分类的机制对业务实现差分服务，每类业务中的数据流在其所经过的区分服务域内的所有路由器中获得相同的服务，该机制有可扩展性，但服务粒度比较粗糙。实时业务要求网络提供多种多样的服务质量，要求端到端的服务质量方案既具有可扩展性又能够提供细粒度的服务质量。针对综合服务和区分服务中存在的问题，一种新的服务质量模型差分队列服务被提出，该方案的主要思想是：每个数据包携带其时延要求，中间转发节点根据数据包的时延和链路状况计算该数据包在本节点可容忍的最大等待时长，并计算其最迟需要离开的时刻，以此来决定其在本节点差分队列服务队列中的位置，从而提供数据包的服务质量。差分队列服务方案的主要优点是，由于服务质量要求是由数据包携带，因而具有可扩展性；另外，由于该方案将新到的数据包按时延要求插入队列的合适位置，因而具有数据包粒度的服务质量配置。差分队列服务方案由特定优先级队列、差分队列服务队列、先来先服务队列三层队列结构组成，分别对应处理无明确时延要求的控制流、有明确时延要求的数据流、无明确时延要求的数据流，通过各个队列的排队处理后，输出调度器只需要在队列头依次转发数据包即可，因而调度方式非常简单。现有的差分队列服务方案主要采用差分队列服务队列提供服务质量，差分队列服务队列的特点是采用单一的数据包入队规则，估计每个数据包在其剩余路径上的投递时间，计算数据包在节点可容忍的最大等待时长，以此来计算该数据包在节点的最迟需要离开的时刻，由缓存接纳控制决定将该数据包按其最迟需要离开的时刻大小插入差分队列服务队列合适的位置，使队列中所有的数据包按其最迟需要离开的时刻大小升序排队。为了更快的将新到的数据包插入差分队列服务队列合适的位置，S.M.Jiang等人提出了一种用于差分队列服务系统的数据包快速入队方法。该方法通过将该系统的差分队列服务队列划分为差分队列服务区间和先进先出区间，减少数据包入队操作所消耗的时间，加快数据包入队速度，使其适用于高速网络，但没有考虑到达队列的数据包的差异性。由于链路状况的变化，对于到达差分队列服务队列的数据包，有些有服务质量保障要求，有些没有服务质量保障要求，如何满足差分队列服务队列数据包的服务质量保障要求，支持有服务质量保障要求的数据包优先进行转发，是更好的满足端到端的服务质量保障要求的一个关键因素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法，旨在支持对有服务质量保障要求的数据包优先进行转发，从而更好的满足端到端的服务质量保障要求。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法，所述方法包括：(11)根据时延要求，在源节点对具有服务质量保障要求的数据包设置高优先级，对不具有服务质量保障要求的数据包设置低优先级；(12)在每一个有差分队列服务队列的节点，设置第一计数器和第二计数器，所述第一计数器为该节点成功发送的高优先级数据包数量，所述第二计数器为到达该节点总的高优先级数据包数量；(13)针对每一个有差分队列服务队列的节点，对该节点的权重系数、节点高优先级数据包的成功发送率的对应目标值、节点设置参数、权重系数的减小调整值、权重系数的增大调整值进行初始化，其中，权重系数的减小调整值大于其增大调整值(14)针对任意一个有差分队列服务队列的节点，判断到达该节点的数据包是否为高优先级；(15)若是，第二计数器计数增加，对该高优先级数据包计算数据包新的可容忍的最大等待时长、数据包在该节点最迟需要离开时刻；(16)判断到达节点的数据包是否处理完毕，在判断到达节点的高优先级数据包成功发送的情况下，第一计数器的计数值增加；(17)根据所述第一计数器的值和所述第二计数器的值，计算该节点高优先级数据包的成功发送率，判断该节点高优先级数据包的成功发送率P和高优先级数据包的成功发送率的对应目标值P'是否满足：其中，ε是节点设置参数，若是，转到步骤(19)，如果否，执行步骤(18)；(18)判断该节点高优先级数据包的成功发送率P和高优先级数据包的成功发送率的对应目标值P'是否满足：P'-P＞P'*ε，如果满足，则根据权重系数的减小调整值减小权重系数并返回到步骤(15)，否则，判断该节点高优先级数据包的成功发送率P和高优先级数据包的成功发送率的对应目标值P'是否满足：P'-P＜-P'*ε，若是，根据权重系数的增大调整值增大权重系数并返回到步骤(15)，否则，执行步骤(19)；(19)该节点权重系数的自适应调整流程结束，输出该节点设置的权重系数。本专利技术的优选实施方式中，所述高优先级数据包在该节点新的可容忍的最大等待时长的计算公式为：d'＝a*d，其中，a代表该节点设置的权重系数，d'为数据包在该节点新的可容忍的最大等待时长，d为数据包在该节点的可容忍的最大等待时长；数据包在该节点最迟需要离开时刻的计算公式，包括：e＝clock+d'，其中，clock代表数据包到达该节点的时刻，数据包在该节点的可容忍的最大等待时长的表达为：D代表端到端的最大时延、代表数据包在到达的第i个节点的前i-1个节点实际经历的最大时延、代表数据包在剩余路径的节点将要经历的最大时延。本专利技术提供的一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法，有益效果如下：本专利技术公开的用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法，只需要在数据包包头中指明针对该数据包有无服务质量保障要求设置的优先级标识，将有服务质量保障要求的高优先级数据包在节点可容忍的最大等待时长乘以一个权重系数，得到对应数据包新的可容忍的最大等待时长，并计算其最迟需要离开的时刻，将队列中所有的数据包按照其最迟需要离开的时刻大小升序排序，在队列头依次转发数据包即可，因而简单易于实现；通过自适应调整各个节点的权重系数，使节点高优先级数据包的成功发送率符合其对应目标值，实现了对差分队列服务队列数据包的服务质量保障的良好支持，从而更好的满足了端到端的服务质量保障要求。附图说明图1是本专利技术实施例用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法的系统结构图。图2是本专利技术实施例用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法的流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1-2。需要说明的是，本实施例中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法，其特征在于，所述方法包括：(11)根据时延要求，在源节点对具有服务质量保障要求的数据包设置高优先级，对不具有服务质量保障要求的数据包设置低优先级；(12)在每一个有差分队列服务队列的节点，设置第一计数器和第二计数器，所述第一计数器为该节点成功发送的高优先级数据包数量，所述第二计数器为到达该节点总的高优先级数据包数量；(13)针对每一个有差分队列服务队列的节点，对该节点的权重系数、节点高优先级数据包的成功发送率的对应目标值、节点设置参数、权重系数的减小调整值、权重系数的增大调整值进行初始化，其中，权重系数的减小调整值大于其增大调整值(14)针对任意一个有差分队列服务队列的节点，判断到达该节点的数据包是否为高优先级；(15)若是，第二计数器计数增加，对该高优先级数据包计算数据包新的可容忍的最大等待时长、数据包在该节点最迟需要离开时刻；(16)判断到达节点的数据包是否处理完毕，在判断到达节点的高优先级数据包成功发送的情况下，第一计数器的计数值增加；(17)根据所述第一计数器的值和所述第二计数器的值，计算该节点高优先级数据包的成功发送率，判断该节点高优先级数据包的成功发送率P和高优先级数据包的成功发送率的对应目标值P'是否满足：...

【技术特征摘要】
1.一种用于差分队列服务队列数据包的服务质量保障的方法，其特征在于，所述方法包括：(11)根据时延要求，在源节点对具有服务质量保障要求的数据包设置高优先级，对不具有服务质量保障要求的数据包设置低优先级；(12)在每一个有差分队列服务队列的节点，设置第一计数器和第二计数器，所述第一计数器为该节点成功发送的高优先级数据包数量，所述第二计数器为到达该节点总的高优先级数据包数量；(13)针对每一个有差分队列服务队列的节点，对该节点的权重系数、节点高优先级数据包的成功发送率的对应目标值、节点设置参数、权重系数的减小调整值、权重系数的增大调整值进行初始化，其中，权重系数的减小调整值大于其增大调整值(14)针对任意一个有差分队列服务队列的节点，判断到达该节点的数据包是否为高优先级；(15)若是，第二计数器计数增加，对该高优先级数据包计算数据包新的可容忍的最大等待时长、数据包在该节点最迟需要离开时刻；(16)判断到达节点的数据包是否处理完毕，在判断到达节点的高优先级数据包成功发送的情况下，第一计数器的计数值增加；(17)根据所述第一计数器的值和所述第二计数器的值，计算该节点高优先级数据包的成功发送率，判断该节点高优先级数据包的成功发送率P和高优先级数据包的成功发送率的对应目标值P'是否满足：其中，ε是节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：程欣，姜胜明，夏铭远，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海,31