CN113906720B - 流量调度方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种流量调度方法、设备及存储介质，该流量调度设备包括：带宽预分配模块、调度器模块和队列管理模块。其中，带宽预分配模块，用于根据队列管理模块的每个流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块；调度器模块，用于根据带宽控制参数，对队列管理模块中流队列进行流量调度。本申请实施例可以克服现有流量调度设备的业务场景受限于流量调度设备所支持的调度算法的缺陷，并可以及时响应新的业务需求。

Description

流量调度方法、设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及通信技术，尤其涉及一种流量调度方法、设备及存储介质。

背景技术

流量调度设备，是网络设备支持服务质量(quality of service，QoS)的核心部件。随着网络设备QoS的要求越来越高，流量调度设备的性能和规格也越来越高，可支持的业务也越来越复杂。

现有的流量调度设备，主要是以硬件方式实现，所支持的调度算法是固定的，通过调整调度算法的配置参数来支持不同的业务场景。对于通过调整调度算法的配置参数所不能支持的业务场景，通常需要芯片迭代的方式才能被支持，这样就不能及时响应新的业务需求。

发明内容

本申请实施例提供一种流量调度方法、设备及存储介质，以克服现有流量调度设备的业务场景受限于流量调度设备所支持的调度算法的缺陷，及时响应新的业务需求。

第一方面，本申请实施例提供一种流量调度设备，包括：带宽预分配模块、调度器模块和队列管理模块。其中，带宽预分配模块根据队列管理模块的流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将该带宽控制参数配置给调度器模块，调度器模块根据该带宽控制参数，对其中流队列进行流量调度。一方面，由于带宽控制参数是根据队列管理模块的流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数确定的，因此，该带宽控制参数是根据实际情况实时调整的，并非固定不变的；另一方面，带宽预分配模块将该带宽控制参数配置给调度器模块，可实现调度器模块中的业务调度树的灵活配置，动态控制业务调度树中各调度层次中节点的输出带宽，做到流量调度设备的最大复杂度的可编程，可以克服业务场景受限于流量调度设备所支持的调度算法的缺陷，以及时响应新的业务需求。

一种可能的实施方式中，如上所述带宽预分配模块，包括：带宽计量子模块和带宽分配子模块。其中，带宽计量子模块，用于监控队列管理模块的流队列的输入带宽和期望输出带宽，并将流队列的输入带宽和期望输出带宽传输至带宽分配子模块；带宽分配子模块，用于根据流队列的输入带宽、期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块。其中，带宽计量子模块通过硬件实现，带宽分配子模块通过软件实现。该实施例中，软硬件协同的流量调度设备架构，其中带宽计量子模块结构简单，相同的逻辑资源可以支持更高性能和更高精度，而业务调度树由带宽分配子模块通过软件算法实现，可以灵活支持更复杂的业务调度树和调度算法，且支持新的业务特性仅需要软件升级即可。

可选地，带宽计量子模块和带宽分配子模块之间通过以下任一总线互通：PCIE总线和芯片内部总线。

一种可能的实施方式中，如上所述带宽分配子模块，可具体用于：根据业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及流队列的输入带宽和期望输出带宽，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块。

或者，如上所述带宽分配子模块，可具体用于：根据流量优先级、业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及流队列的输入带宽和期望输出带宽，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块。

一种可能的实施方式中，如上所述带宽计量子模块，可具体用于：记录每个流队列对应的入队数据和出队数据的系统全局时标；根据系统全局时标，得到流队列的输入带宽及期望输出带宽。其中，实际输出带宽值用于带宽分配子模块修正带宽控制参数的计算结果。

一种可能的实施方式中，如上所述带宽分配子模块，还可以用于：根据流队列的输入带宽及期望输出带宽，按预设算法调整流队列的WRED参数，并将调整后的WRED参数配置到队列管理模块；相应地，队列管理模块根据调整后的WRED参数进行流队列中数据信息的出入队管理。由于实际配置到队列管理模块的WRED参数是由软件算法根据实时流队列的输入带宽及期望输出带宽调整后的参数，所以，当配置WRED参数时，可以不考虑实际缓存的分配情况，在一定程度上，给各个流队列配置的缓存可以超过实际可分配的缓存大小，即支持一定程度的缓存超配。

一种可能的实施方式中，如上所述调度器模块存储有第一带宽配置参数表项和第二带宽配置参数表项。其中，带宽预分配模块在将带宽控制参数配置给调度器模块时，具体为：带宽预分配模块，用于将带宽控制参数更新至第一带宽配置参数表项；调度器模块，用于在流水线特定时隙，将第一带宽配置参数表项的内容更新至第二带宽配置参数表项，第二带宽配置参数表项为调度器模块执行操作时使用的表项。该实施例，增加可由软件直接随时修改的第一带宽配置参数表项，例如shadow表项。由调度器模块根据逻辑执行的流水线特定时隙将第一带宽配置参数表项的内容更新到逻辑使用的第二带宽配置参数表项，可以避免配置表项更新操作与逻辑执行操作之间的冲突。

可选地，如上所述调度器模块支持以下调度算法中至少一个：SP调度算法和RR调度算法等。

进一步地，流量调度设备还包括：数据包处理模块。队列管理模块，还用于在调度器模块将调度结果发送给队列管理模块之后，根据调度结果进行一次出队操作，并将出队的数据信息发送给数据包处理模块；数据包处理模块，用于将出队的数据信息对应的数据从缓存中取出并对外输出。

第二方面，本申请实施例提供一种流量调度方法，应用于流量调度设备。该流量调度设备包括：带宽预分配模块、调度器模块和队列管理模块。该方法包括：带宽预分配模块根据队列管理模块的每个流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定流队列的带宽控制参数，并将流队列的带宽控制参数配置给调度器模块；调度器模块根据带宽控制参数，对队列管理模块中流队列进行流量调度。

基于同一发明构思，由于该流量调度方法解决问题的原理与第一方面的装置设计中的方案对应，因此该流量调度方法的实施可以参见装置的实施，重复之处不再赘述。

第三方面，本申请实施例提供一种流量调度设备，包括：存储器和处理器。其中，存储器上存储有可供处理器执行的计算机程序；当处理器读取并执行计算机程序时，使得处理器执行如上述第二方面任一项所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包含至少一段代码，该至少一段代码可由计算机执行，以控制计算机执行如上所述的任一项方法。

第五方面，本申请实施例提供一种程序，当该程序被计算机执行时，用于执行如上所述的任一项方法。

其中，上述程序可以全部或者部分存储在与处理器封装在一起的存储介质上，也可以部分或者全部存储在不与处理器封装在一起的存储器上。

第六方面，本申请实施例提供一种芯片，所述芯片上存储有计算机程序，在所述计算机程序被处理器执行时，执行如第二方面本申请实施例所述的方法。

本申请的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为现有的流量调度设备的实现方案；

图2为一硬件调度器的业务调度树的示例图；

图3为本申请一实施例提供的流量调度设备的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的流量调度设备的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的流量调度方法的流程图；

图6为本申请又一实施例提供的流量调度设备的结构示意图。

具体实施方式

首先，对本申请实施例涉及的部分技术术语进行解释说明。

循环(round robin，RR)调度算法，其原理是循环调度各流队列，每一轮调度，从流队列1开始，直到流队列N，其中，N为流队列的总个数，然后重新开始循环。

差额循环(deficit round robin，DRR)调度算法，为每个流队列分配一个常量(以权重为比例的时间片)和一个变量(差额)。其中，常量反应了该流队列可以发送的长期平均字节数。变量的初始值为零，且当流队列为空时复位为零。当DRR调度服务一个新流队列时，调度器复位计数器，表示该循环已经从流队列中发送的字节数。

严格优先级(strict priority，SP)调度算法，SP调度算法严格按照优先级从高到低的次序优先发送较高优先级流队列对应的数据，当较高优先级流队列为空时，再发送较低优先级流队列对应的数据。

图1为现有的流量调度设备的实现方案。参考图1，该流量调度设备10包括硬件调度器11、队列管理器12和数据包处理器13。其中，该硬件调度器11中定义了所有可以支持的业务场景；且，硬件调度器11中调度层次固定。

对于硬件调度器11中调度层次固定，可以通过图2所示例的硬件调度器的业务调度树的结构进行理解。如图2所示，在一业务调度树中，包含多个节点，这些节点由于所在调度层次的不同又分别可以称为根节点、端口节点、用户组节点、用户节点和流队列节点，其中，根节点通常只有一个，其他节点的个数可以为一个或多个。可以理解，该业务调度树包括五个调度层次，由上至下，分别为：根节点所在的调度层次、端口节点所在的调度层次、用户组节点所在的调度层次，用户节点所在的调度层次和流队列节点所在的调度层次。因此，硬件调度器11中调度层次固定是指硬件调度器11的业务调度树的层次结构是固定的。

在业务调度树中，不同调度层次之间的节点存在从属关系，即父节点和子节点的映射关系。现有技术中，由上至下，下层的节点与上层的节点的从属关系可以有限制灵活配置，节点对应调度算法的配置参数，例如，DRR调度算法中的比例值或SP调度算法的优先级等，和该节点最多可获得的调度带宽可以灵活配置。队列管理器12完成流队列(FlowQueue)的出入队管理以及缓存分配，其中缓存分配可以基于业务流按加权随机先期检测(weighted random early detection，WRED)等固定算法配置。

具体地，流量调度设备10的关键工作流程如下：

1、数据包处理器13接收到数据，并将数据存入缓存之后，将入队的数据信息通知队列管理器12，队列管理器12将入队的数据信息按业务流进行入队处理，并生成流队列的状态更新消息。不同的业务对应不同的业务流，业务流即该业务所涉及的数据。其中，入队的数据信息包括存入缓存的数据的标识。队列管理器12将入队的数据信息按业务流入队处理，是指队列管理器12将入队的数据信息，区分业务流，存入不同的流队列。

2、队列管理器12将所述状态更新消息发送至硬件调度器11。

3、硬件调度器11根据所述状态更新消息，更新如图2所示的业务调度树上各个调度层次中对应节点的可调度状态。

4、硬件调度器11根据更新后的业务调度树上各节点的可调度状态以及配置的调度算法和相关配置参数，逐级选择一个合适的节点，最终输出一个流队列ID作为调度结果。其中，硬件调度器11的调度过程是循环持续的，每一轮调度输出一个调度结果。

5、硬件调度器11将调度结果传输给队列管理器12，队列管理器12根据调度结果进行一次出队操作。

6、队列管理器12将出队的数据信息发送给数据包处理器13，数据包处理器13将该出队的数据信息对应的数据从缓存中取出并对外输出。

在上述方案中，调度算法的配置参数需要在有流量之前就配置确定，且其中调度层次和不同调度层次之间的节点的从属关系需要按各种业务场景的合集来实现，配置关系复杂，资源代价大，应用场景受限于硬件实现的最大复杂度。

因此，基于上述技术问题，本申请实施例提供一种流量调度方法、设备及存储介质，以克服现有流量调度设备的业务场景受限于流量调度设备所支持的调度算法的缺陷，及时响应新的业务需求。

本申请实施例所提供的方案，可应用于高端路由器，高端DC交换机等需要高性能复杂业务调度的设备中，以及多核CPU架构中，等等，需要硬件支持高性能资源调度和负载均衡的场合。

图3为本申请一实施例提供的流量调度设备的结构示意图。如图3所示，流量调度设备20包括：带宽预分配模块21、调度器模块22和队列管理模块23。其中：

带宽预分配模块21，用于根据队列管理模块23的每个流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定流队列的带宽控制参数，并将流队列的带宽控制参数配置给调度器模块22。

例如，业务用例1：业务调度树中，流队列1的输入带宽为300兆比特每秒(Mbit/s，Mbps)，流队列2的输入带宽为200Mbps。此两个流队列属于同一个用户节点X，也即流队列1和流队列2的父节点为用户节点X，且业务为该用户节点X配置的期望输出带宽为150Mbps，同时配置流队列1与流队列2在用户节点X中为1∶2的差额循环(deficit round robin，DRR)调度，则流队列的带宽控制参数为：流队列1分配调度带宽50Mbps，流队列2分配调度带宽100Mbps。流队列1和流队列2的带宽控制参数被配置到调度器模块22中。

调度器模块22，用于根据带宽控制参数，对队列管理模块23中流队列进行流量调度。

具体地，调度器模块22根据队列管理模块23反馈的流队列节点的可调度状态，维护调度树上各相关层次节点的可调度状态，同时根据带宽控制参数，对流队列节点进行流量持续的周期性的调度，每轮调度输出一个流队列ID作为调度结果，并将该调度结果传输给队列管理模块23。

队列管理模块23，用于根据该调度结果进行一次出队操作，并将出队的数据信息发送给数据包处理模块24。其中，出队的数据信息包含队头数据长度及其存储地址等信息。

数据包处理模块24，用于将该出队的数据信息对应的数据从缓存中取出并对外输出。

比较图1和图3所示的结构，可知二者的区别至少包括：图3所示的结构中，新增了带宽预分配模块21。

由于流队列的带宽控制参数是由带宽预分配模块21根据队列管理模块23的每个流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数确定的，因此，本领域技术人员可以理解，该流队列的带宽控制参数是根据实际接收的流量的情况实时调整的，并非固定不变的。

另外，带宽预分配模块21将该流队列的带宽控制参数配置给调度器模块22。调度器模块22支持业务调度树中各个调度层次的各个节点的带宽控制参数可以由软件实时调整。调度器模块22不需要支持软件算法中的与业务一致的复杂度的业务调度树和调度算法，仅需要支持各个节点简单的循环(round robin，RR)调度算法等即可。甚至软件算法中的业务调度层次和节点数目都可以灵活扩展。

如前述业务用例1中，流队列1和流队列2之间需要按权重比例1∶2分享用户节点X所获得的期望输出带宽150Mbps。在现有方案中，用户节点X需支持DRR调度算法以及相应的权重配置。在硬件调度器11中需要按DRR调度算法进行调度并记录各自分配的调度机会，才能保证流队列1和流队列2能够按权重比例获得相应的调度带宽。但在本申请实施例中，带宽预分配模块21通过软件算法，根据用户节点X获得的期望输出带宽150Mbps，以及流队列1和流队列2的输入带宽和权重等信息，实时计算流队列1可分配的调度带宽为50Mbps，流队列2可分配的调度带宽为100Mbps。这样，调度器模块22仅需要进行简单的RR调度和流队列的整型带宽控制即可保证流队列1和流队列2获得实际输出带宽。因此，本申请实施例可以简化调度器模块的设计。

可选地，调度器模块22支持但不限于以下调度算法中至少一个：SP调度算法，RR调度算法，等等。

可以理解，带宽预分配模块21可以灵活配置调度器模块22中的业务调度树，动态控制业务调度树中各调度层次中节点的输出带宽，做到流量调度设备的调度算法可编程，从而避免流量调度设备的业务场景的受限。其中，业务调度树例如为图2所示，但本申请实施例不以此为限制。

本申请实施例中，带宽预分配模块根据队列管理模块的流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将该带宽控制参数配置给调度器模块，调度器模块根据该带宽控制参数，对其中流队列进行流量调度。一方面，由于带宽控制参数是根据队列管理模块的流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数确定的，因此，该带宽控制参数是根据实际情况实时调整的，并非固定不变的；另一方面，带宽预分配模块将该带宽控制参数配置给调度器模块，可实现调度器模块中的业务调度树的灵活配置，动态控制业务调度树中各调度层次中节点的输出带宽，做到流量调度设备的最大复杂度的可编程，可以克服业务场景受限于流量调度设备所支持的调度算法的缺陷，以及时响应新的业务需求。

在上述基础上，一种具体实现方式中，如图4所示，在流量调度设备30中，带宽预分配模块21可以包括：带宽计量子模块211和带宽分配子模块212。其中，带宽计量子模块211，用于监控队列管理模块23的流队列的输入带宽及业务配置的期望输出带宽，并将该输入带宽及期望输出带宽传输至带宽分配子模块212；带宽分配子模块212，用于根据输入带宽、期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块22。

可选地，带宽计量子模块211通过硬件实现，带宽分配子模块212通过软件实现。示例性地，带宽计量子模块211为按流队列设置的一组计数器，记录每个流队列的实时队列长度，入队和出队的包长等信息，并可以根据这些信息计算得到流队列的输入带宽。带宽分配子模块212则属于运行在芯片内嵌或单板上CPU的一个软件模块。带宽分配子模块212根据输入带宽、期望输出带宽及相应的调度算法的配置参数进行分析计算，确定带宽控制参数，并将其配置给调度器模块22。该实施例中，软硬件协同的流量调度设备架构，其中带宽计量子模块211结构简单，相同的逻辑资源可以支持更高性能和更高精度，而业务调度树由带宽分配子模块212通过软件算法实现，可以灵活支持更复杂的业务调度树和调度算法，且支持新的业务特性仅需要软件升级即可。

进一步地，带宽计量子模块211与带宽分配子模块212之间可以通过以下任一总线互通：高速串行计算机扩展总线标准(peripheral component interconnect express，PCIE)总线，芯片内部总线，等等。其中，带宽分配子模块212可以以芯片内嵌中央处理器核(central processing unit core，CPU CORE)的方式实现，此时带宽分配结果的分析计算不需要使用单板CPU。带宽计量子模块211与带宽分配子模块212间的信息互通可以通过芯片内部总线实现。

对于带宽分配子模块212确定带宽控制参数的实现方式，可包括多种方案，在此进行示例说明。

第一种方案中，带宽分配子模块212，用于：根据业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及流队列的输入带宽和业务配置的期望输出带宽，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块22。具体例子可参考前述业务用例1。

第二种方案中，带宽分配子模块212，用于：根据流量优先级、业务调度树中各调度层次的节点的从属关系，调度算法和配置参数，以及流队列的输入带宽和业务配置的期望输出带宽，确定带宽控制参数，并将该带宽控制参数配置给调度器模块22。例如，业务用例2：业务调度树中，流队列3的输入带宽为100Mbps，流队列4的输入带宽为200Mbps。此两个流队列属于同一个用户节点Y，且业务为该用户节点Y配置的期望输出带宽为150Mbps，同时配置流队列3与流队列4在用户节点Y中为SP调度，且流队列3为高优先级，则流队列的带宽控制参数为：流队列3分配带宽100Mbps，流队列4分配带宽50Mbps。流队列3和流队列4的带宽控制参数被配置到调度器模块22中。

由于带宽控制参数的确定需要一定时间，考虑到芯片内嵌或单板上CPU运行的带宽分配子模块212的软件运行过程中可能会有新接收的高优先流量未被带宽计量子模块211监控到，如果此类高优先级流量需要低延时保证，则在带宽分配上需要给高优先级流量预留一定的带宽以支持新接收的高优先流量的优先通过。

上述两种方案的区别在于：第二种方案增加了流量优先级的考量。

一些实施例中，带宽计量子模块211可用于：记录每个流队列对应的入队数据和出队数据的系统全局时标，并根据该系统全局时标，得到流队列的输入带宽及实际输出带宽，其中，实际输出带宽值用于带宽分配子模块212修正带宽控制参数的计算结果。也就是说，带宽计量子模块211实时记录队列管理模块23中各个流队列对应的入队数据和出队数据的数据包长的同时，将系统全局时标带入记录的原始数据中。至于实际输出带宽与期望输出带宽的作用可参考相关技术，本申请实施例不再赘述。

例如，流队列输入带宽＝本轮流队列对应的入队数据的数据包长总和/本轮统计周期时长，其中，本轮统计周期时长＝本轮流队列对应的最后一个入队数据的系统全局时标-本轮流队列对应的首个入队数据的系统全局时标。

由于带宽计量子模块211为支持系统全局时标的流量监控部件，从而可以实时精确统计流队列的输入带宽及期望输出带宽，确保流队列的输入带宽及期望输出带宽计算的正确性和完整性。进一步地，基于流队列的输入带宽及期望输出带宽，带宽分配子模块212通过软件算法进行分析后，可以确定准确的带宽控制参数，还可以对流量行为进行预测。另外，预测的结果可以实时应用于调度算法的计算。

在上述实施例的基础上，带宽分配子模块212还可以用于：根据流队列的输入带宽及业务配置的期望输出带宽，按预设算法调整流队列的WRED参数，并将调整后的WRED参数配置到队列管理模块23。其中，WRED参数可以包括以下参数中的至少一个：最小门限、最小门限和标签概率分母等。

相应地，队列管理模块23根据调整后的WRED参数进行流队列中数据信息的出入队管理。

由于实际配置到队列管理模块的WRED参数是由软件算法根据实时流队列的输入带宽及期望输出带宽调整后的参数，所以，当配置WRED参数时，可以不考虑实际缓存的分配情况，在一定程度上，给各个流队列配置的缓存可以超过实际可分配的缓存大小，即支持一定程度的缓存超配。在实际使用场景中，由于接收的流量是实时变化的，可以根据当前流量接收情况，经过软件算法的分析，灵活调整不同流队列的实时WRED参数，总体上可以保证实际接收的流量可以有较大的可用缓存，而未激活流队列仅需要预留少量缓存，从而有效提高系统的缓存利用率。同时，将调整后的WRED参数配置到队列管理模块，从而有效支持动态的队列长度管理。

一些实施例中，调度器模块22存储有第一带宽配置参数表项和第二带宽配置参数表项。此时，带宽预分配模块21将带宽控制参数配置给调度器模块22，可以包括：带宽预分配模块21将带宽控制参数更新至第一带宽配置参数表项；在流水线特定时隙，调度器模块22将第一带宽配置参数表项的内容更新至第二带宽配置参数表项，该第二带宽配置参数表项为调度器模块22执行操作时使用的表项。

该实施例，增加可由软件直接随时修改的第一带宽配置参数表项，例如shadow表项。由调度器模块根据逻辑执行的流水线特定时隙将第一带宽配置参数表项的内容更新到逻辑使用的第二带宽配置参数表项，可以避免配置表项更新操作与逻辑执行操作之间的冲突。

图5为本申请一实施例提供的流量调度方法的流程图。本申请实施例提供一种流量调度方法，该方法应用于流量调度设备，流量调度设备包括：带宽预分配模块、调度器模块和队列管理模块。如图5所示，该方法包括：

S501、带宽预分配模块根据队列管理模块的每个流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定流队列的带宽控制参数，并将流队列的带宽控制参数配置给调度器模块。

S502、调度器模块根据带宽控制参数，对队列管理模块中流队列进行流量调度。

本申请实施例所述的流量调度方法，可以由上述任一装置实施例中流量调度设备执行，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，一些实施例中，带宽预分配模块包括带宽计量子模块和带宽分配子模块。相应地，S501、带宽预分配模块根据队列管理模块的每个流队列的输入带宽、业务配置的期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定流队列的带宽控制参数，并将流队列的带宽控制参数配置给调度器模块，可以包括：带宽计量子模块监控队列管理模块的流队列的输入带宽和期望输出带宽，并将流队列的输入带宽和期望输出带宽传输至带宽分配子模块；带宽分配子模块根据流队列的输入带宽、期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块。

可选地，带宽计量子模块和带宽分配子模块之间通过以下任一总线互通：PCIE总线和芯片内部总线等。

一种实现方式中，带宽分配子模块根据流队列的输入带宽、期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块，可以包括：带宽分配子模块根据业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及流队列的输入带宽和期望输出带宽，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块。

另一种实现方式中，带宽分配子模块根据流队列的输入带宽、期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块，可以包括：带宽分配子模块根据流量优先级、业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及流队列的输入带宽和期望输出带宽，确定带宽控制参数，并将带宽控制参数配置给调度器模块。

进一步地，带宽计量子模块监控队列管理模块的流队列的输入带宽和期望输出带宽，并将流队列的输入带宽和期望输出带宽传输至带宽分配子模块，可以包括：带宽计量子模块记录每个流队列对应的入队数据和出队数据的系统全局时标；带宽计量子模块根据系统全局时标，得到流队列的输入带宽及期望输出带宽。

更进一步地，所述流量调度方法还可以包括：带宽分配子模块根据流队列的输入带宽及期望输出带宽，按预设算法调整流队列的WRED参数，并将调整后的WRED参数配置到队列管理模块。相应地，队列管理模块根据调整后的WRED参数进行流队列中数据信息的出入队管理。

一些实施例中，调度器模块存储有第一带宽配置参数表项和第二带宽配置参数表项。此时，带宽预分配模块将带宽控制参数配置给调度器模块，可以包括：带宽预分配模块将带宽控制参数更新至第一带宽配置参数表项；在流水线特定时隙，调度器模块将第一带宽配置参数表项的内容更新至第二带宽配置参数表项，第二带宽配置参数表项为调度器模块执行操作时使用的表项。

可选地，调度器模块支持以下调度算法中至少一个：SP调度算法和循环RR调度算法。

在一些实施例中，流量调度设备还可以包括：数据包处理模块。相应地，所述方法还可以包括：队列管理模块在调度器模块将调度结果发送给队列管理模块之后，根据调度结果进行一次出队操作，并将出队的数据信息发送给数据包处理模块；数据包处理模块将出队的数据信息对应的数据从缓存中取出并对外输出。

在一些实施例中，在硬件实现上，上述的带宽预分配模块、调度器模块和队列管理模块可以内嵌于处理器中。或者，在硬件实现上，上述的带宽预分配模块可以为处理器，上述的调度器模块和队列管理模块可以硬件实现。

相应地，如图6所示，本实施例的流量调度设备60可以包括存储器61和处理器62。其中，存储器61用于存储可供处理器62执行的计算机程序。当处理器62读取并执行计算机程序时，使得处理器62执行如上所述的方法，或者，当处理器62读取并执行计算机程序时，使得处理器62执行如上所述的方法中所述带宽预分配模块执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包含至少一段代码，至少一段代码可由处理器执行，实现如上述任一方法实施例所述的方法，或者，实现如上述任一方法实施例所述的方法中所述带宽预分配模块执行的步骤。

所述计算机程序可以以软件功能单元的形式实现并能够作为独立的产品销售或使用，所述存储器可以是任意形式的计算机可读取存储介质。基于这样的理解，本申请的技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，包括若干指令用以使得一台计算机设备，具体可以是处理器，来执行本申请各个实施例中第一终端设备的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。在本申请的实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

Claims (16)

1.一种流量调度设备，其特征在于，包括：带宽预分配模块、调度器模块和队列管理模块，所述带宽预分配模块，包括：带宽计量子模块和带宽分配子模块；其中：

所述带宽计量子模块，用于记录所述队列管理模块的每个流队列对应的入队数据和出队数据的系统全局时标，根据所述系统全局时标，得到每个流队列的输入带宽和业务配置的期望输出带宽，并将所述流队列的输入带宽和所述期望输出带宽传输至所述带宽分配子模块；

所述带宽分配子模块，用于根据所述流队列的输入带宽、所述期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块；所述调度器模块，用于根据所述带宽控制参数，对所述队列管理模块中流队列进行流量调度；

所述带宽分配子模块，还用于：

根据所述流队列的输入带宽及所述期望输出带宽，按预设算法调整所述流队列的加权随机先期检测WRED参数，并将调整后的WRED参数配置到所述队列管理模块；

相应地，所述队列管理模块根据所述调整后的WRED参数进行流队列中数据信息的出入队管理。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述带宽计量子模块和所述带宽分配子模块之间通过以下任一总线互通：

高速串行计算机扩展总线标准PCIE总线，芯片内部总线。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述带宽分配子模块，具体用于：

根据业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及所述流队列的输入带宽和所述期望输出带宽，确定所述带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述带宽分配子模块，具体用于：

根据流量优先级、业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及所述流队列的输入带宽和所述期望输出带宽，确定所述带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块。

5.根据权利要求1-4任一所述的设备，其特征在于，所述调度器模块存储有第一带宽配置参数表项和第二带宽配置参数表项；

其中，所述带宽预分配模块在将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块时，具体为：

所述带宽预分配模块，用于将所述带宽控制参数更新至所述第一带宽配置参数表项；

所述调度器模块，用于在流水线特定时隙，将所述第一带宽配置参数表项的内容更新至所述第二带宽配置参数表项，所述第二带宽配置参数表项为所述调度器模块执行操作时使用的表项。

6.根据权利要求1-4任一所述的设备，其特征在于，所述调度器模块支持以下调度算法中至少一个：

严格优先级SP调度算法，循环RR调度算法。

7.根据权利要求1-4任一所述的设备，其特征在于，还包括：数据包处理模块；

所述队列管理模块，还用于在所述调度器模块将调度结果发送给所述队列管理模块之后，根据所述调度结果进行一次出队操作，并将出队的数据信息发送给所述数据包处理模块；

所述数据包处理模块，用于将所述出队的数据信息对应的数据从缓存中取出并对外输出。

8.一种流量调度方法，其特征在于，应用于流量调度设备，所述流量调度设备包括：带宽预分配模块、调度器模块和队列管理模块，所述带宽预分配模块包括带宽计量子模块和带宽分配子模块，所述方法包括：

所述带宽计量子模块记录所述队列管理模块的每个流队列对应的入队数据和出队数据的系统全局时标，根据所述系统全局时标，得到每个流队列的输入带宽和业务配置的期望输出带宽，并将所述流队列的输入带宽和所述期望输出带宽传输至所述带宽分配子模块；

所述带宽分配子模块根据所述流队列的输入带宽、所述期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块；

所述调度器模块根据所述带宽控制参数，对所述队列管理模块中流队列进行流量调度；

所述方法还包括：

所述带宽分配子模块根据所述流队列的输入带宽及所述期望输出带宽，按预设算法调整所述流队列的加权随机先期检测WRED参数，并将调整后的WRED参数配置到所述队列管理模块；

相应地，所述队列管理模块根据所述调整后的WRED参数进行流队列中数据信息的出入队管理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述带宽计量子模块和所述带宽分配子模块之间通过以下任一总线互通：

高速串行计算机扩展总线标准PCIE总线，芯片内部总线。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述带宽分配子模块根据所述流队列的输入带宽、所述期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定所述带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块，包括：

所述带宽分配子模块根据业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及所述流队列的输入带宽和所述期望输出带宽，确定所述带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述带宽分配子模块根据所述流队列的输入带宽、所述期望输出带宽以及相应的调度算法的配置参数，确定所述带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块，包括：

所述带宽分配子模块根据流量优先级、业务调度树中各调度层次的节点间从属关系，调度算法和配置参数，以及所述流队列的输入带宽和所述期望输出带宽，确定所述带宽控制参数，并将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块。

12.根据权利要求8-11任一所述的方法，其特征在于，所述调度器模块存储有第一带宽配置参数表项和第二带宽配置参数表项；

其中，将所述带宽控制参数配置给所述调度器模块，包括：

所述带宽预分配子模块将所述带宽控制参数更新至所述第一带宽配置参数表项；

在流水线特定时隙，所述调度器模块将所述第一带宽配置参数表项的内容更新至所述第二带宽配置参数表项，所述第二带宽配置参数表项为所述调度器模块执行操作时使用的表项。

13.根据权利要求8-11任一所述的方法，其特征在于，所述调度器模块支持以下调度算法中至少一个：

严格优先级SP调度算法，循环RR调度算法。

14.根据权利要求8-11任一所述的方法，其特征在于，所述流量调度设备还包括：数据包处理模块，所述方法还包括：

所述队列管理模块在所述调度器模块将调度结果发送给所述队列管理模块之后，根据所述调度结果进行一次出队操作，并将出队的数据信息发送给所述数据包处理模块；

所述数据包处理模块将所述出队的数据信息对应的数据从缓存中取出并对外输出。

15.一种流量调度设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；

其中，所述存储器上存储有可供所述处理器执行的计算机程序；

当所述处理器读取并执行所述计算机程序时，使得所述处理器执行如权利要求8至14中任一项所述的方法。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包含至少一段代码，所述至少一段代码可由处理器执行，实现如权利要求8至14中任一项所述的方法。