层次化服务质量中队列资源管理方法及装置

摘要

本发明公开了一种层次化服务质量中队列资源管理方法及装置。该方法包括：创建流分类以及各级子策略，将各级子策略与流分类进行关联得到总策略，将总策略应用于接口上，并获取接口的索引值以及接口类型；根据子策略关联的流分类设置业务类型，并根据子策略关联的流分类数、以及物理端口数计算所需分配的队列总数；在确定系统的空闲队列资源满足队列总数的情况下，根据接口类型以及子策略关联的流分类进行队列资源分配，并记录队列资源占用信息以及对应关系表；在取消总策略应用于接口的情况下，根据接口类型、子策略关联的流分类、以及对应关系表进行队列资源回收，并更新队列资源占用信息以及对应关系表。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种层次化服务质量中队列资源管理方法及装置。

背景技术

目前，在数据通讯领域，随着用户规模的扩大和业务种类的增多，要求以太网设备不仅能够进一步细化区分业务流量，而且还能够对多个用户、多种业务、多条流量等传输对象进行统一管理和分层调度。层次化服务质量(Hierachical Quality of Service，简称为HQoS)通过配置流分类规则和不同层次内的调度、限速以及带宽保证等策略，能够面向不同的分类需求，例如，用户、业务、流量类型等；HQoS还可以在不同的层次上对特定流量进行不同的控制动作，从而实现了对流量进行多层次、多用户、多业务的流量管理。

在实际应用中，流量管理过程中的一些调度过程需要在物理队列中实现，物理队列的管理方法决定着参与调度队列的类型识别、检测、分配和释放过程。因此，需要一种物理队列资源管理方法来解决传送网中HQoS业务队列资源管理的问题。

发明内容

本发明提供一种层次化服务质量中队列资源管理方法及装置，以解决现有技术中传送网的HQoS业务队列资源管理的问题。

本发明提供一种层次化服务质量中队列资源管理方法，包括：

创建流分类以及各级子策略，将各级子策略与流分类进行关联得到总策略，将总策略应用于接口上，并获取接口的索引值以及接口类型；

根据子策略关联的流分类设置业务类型，并根据子策略关联的流分类数、以及根据索引值和接口类型获取的物理端口数计算所需分配的队列总数；

在确定系统的空闲队列资源满足队列总数的情况下，根据接口类型以及子策略关联的流分类进行队列资源分配，并记录队列资源占用信息以及对应关系表，其中，对应关系表中包括流分类、物理端口、以及队列号的一一对应关系；

在取消总策略应用于接口的情况下，根据接口类型、子策略关联的流分类、以及对应关系表进行队列资源回收，并更新队列资源占用信息以及对应关系表。

本发明还提供了一种层次化服务质量中队列资源管理装置，包括：

命令协议模块，用于创建流分类以及各级子策略，将各级子策略与流分类进行关联得到总策略，将总策略应用于接口上，并获取接口的索引值以及接口类型，根据子策略关联的流分类设置业务类型，并根据子策略关联的流分类数、以及根据索引值和接口类型获取的物理端口数计算所需分配的队列总数；

队列分配模块，用于在确定系统的空闲队列资源满足队列总数的情况下，根据接口类型以及子策略关联的流分类向资源管理模块申请队列资源进行队列资源分配，并记录队列资源占用信息以及对应关系表，在取消总策略应用于接口的情况下，根据接口类型、子策略关联的流分类、以及对应关系表向资源管理模块申请释放队列资源进行队列资源回收，并更新队列资源占用信息以及对应关系表，其中，对应关系表中包括流分类、物理端口、以及队列号的一一对应关系；

资源管理模块，用于对队列资源进行申请和释放。

本发明有益效果如下：

通过以实际策略中用户流分类数和策略应用的物理端口数来申请队列资源，从而对队列资源进行申请和释放，解决了现有技术中传送网的HQoS业务队列资源管理的问题，能够最大限度地利用系统队列资源，并适应多种业务和用户服务质量(Quality of Service，简称为QoS)要求，既简单可行，又具有普适性，能够增强系统对各种业务应用的开放性。

附图说明

图1是本发明实施例的层次化服务质量中队列资源管理方法的流程图；

图2是本发明实施例的VPWS业务的组网关系示意图；

图3是本发明实施例的策略关联的示意图；

图4是本发明实施例的层次化服务质量中队列资源管理装置的结构示意图；

图5是本发明实施例的HQoS策略应用时队列申请的流程图；

图6是本发明实施例的HQoS策略取消应用时队列释放的流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中传送网的HQoS业务队列资源管理的问题，本发明提供了一种层次化服务质量中队列资源管理方法及装置，包括队列类型识别、检测、分配以及释放的过程，能够根据实际策略中用户流分类数和策略应用的物理端口数来申请队列资源，最大限度地利用系统队列资源。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

方法实施例

根据本发明的实施例，提供了一种层次化服务质量中队列资源管理方法，图1是本发明实施例的层次化服务质量中队列资源管理方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的层次化服务质量中队列资源管理方法包括如下处理：

步骤101，创建流分类以及各级子策略，将各级子策略与流分类进行关联得到总策略，将总策略应用于接口上，并获取接口的索引值以及接口类型；创建的流分类中设置有匹配项，匹配项中包括流分类的业务匹配类型。

具体地，在步骤101中，首先需要在通信设备上创建流分类并配置流分类下的匹配项，匹配项中包括流分类的业务匹配类型，满足业务匹配类型(即匹配条件)的数据流才能进入相应的队列，否则数据流只能进入默认队列，且默认队列的优先级最低。随后，还需要在通信设备上配置总策略和各级子策略并引用上述创建的流分类，然后在子策略下配置调度策略、整形策略、丢弃策略和带宽保证策略等，最后总策略将各级子策略关联起来，该功能决定了各层策略间的调度关系和数据流在队列中的处理方式。

步骤102，根据子策略关联的流分类设置业务类型，并根据子策略关联的流分类数、以及根据索引值和接口类型获取的物理端口数计算所需分配的队列总数；

具体地，在步骤102中，需要在通信设备的接口上应用上述配置的总策略，系统根据子策略中用户流分类设置业务类型，再根据流分类数和物理端口数计算出所需分配的队列总数。

其中，上述业务类型包括以下之一：隧道业务类型、伪线业务类型、虚拟局域网业务类型、虚拟专用网络业务类型。也就是说，本发明实施例的技术方案可以应用于多种不同的场景，例如，多协议标签交换(Multi-Protocol LabelSwitching，简称为MPLS)网络和传送多协议标记交换(Transport-MPLS，简称为T-MPLS)网络，特别是虚拟专用网络(Virtual Private Network，简称为VPN)用户和伪线(Pseudo Wire，简称为PW)业务。

在步骤102中，计算所需分配的队列总数包括如下处理：

1、根据总策略查询流分类所在的子策略的索引值，并根据索引值查询该子策略关联的流分类数；

2、根据索引值和接口类型计算端口位图信息，并根据端口位图信息计算物理端口数；

3、计算子策略中关联的流分类数和物理端口数的乘积，获取队列总数。

步骤103，在确定系统的空闲队列资源满足队列总数的情况下，根据接口类型以及子策略关联的流分类进行队列资源分配，并记录队列资源占用信息以及对应关系表，其中，对应关系表中包括流分类、物理端口、以及队列号的一一对应关系，该对应关系表是判断数据流能否进入队列的依据；

在步骤103中，首先需要查询并获取空闲队列资源；在确定系统的空闲队列资源满足队列总数的情况下，根据接口类型以及子策略关联的流分类将空闲队列资源的队列号分配至各个用户和/或业务。

步骤104，在取消总策略应用于接口的情况下，根据接口类型、子策略关联的流分类、以及对应关系表进行队列资源回收，并更新队列资源占用信息以及对应关系表，也就是说，需要删除相应的队列资源，系统剩余队列资源相应增加；同时，还要删除用户流分类、物理端口和队列号一一对应关系表。

此外，在根据队列总数判断系统中空闲的队列资源是否满足条件后，若满足条件，则执行步骤103和步骤104，系统根据策略应用的端口类型和用户流分类信息进行队列资源分配，并记录队列资源占用信息，系统剩余队列资源相应减少；否则，提示接口应用总策略失败，并取消接口上应用的总策略。

与现有技术相比，本发明实施例所述的HQoS中队列资源管理方法根据实际策略中用户流分类数和策略应用的物理端口数来申请队列资源，既简单可行，又具有普适性，同时增强了系统对各种业务应用的开放性，能够适应多种业务和用户的QoS要求，最大限度地利用系统队列资源。本发明实施例的技术方案可以应用于多种不同的场景，如MPLS和T-MPLS网络，特别是VPN用户和PW业务，可以实现VPN用户及PW业务的优先级差异化，高优先级用户和业务的QoS能够得到良好的保证，降低传送网拥塞概率，为运营商带来更大的服务收益。

下面以二层VPN中的虚拟专线服务(Virtual Private Wire Service，简称为VPWS)业务为例，对本发明的上述技术方案进行举例说明。

首先，需要创建流分类及配置业务匹配类型，并创建总策略及子策略，配置策略流分类，只有配置了策略流分类后才能创建策略嵌套或关联关系，并决定用户流分类数和数据流所进入的队列。

随后，将总策略应用于接口，该接口的索引值和类型决定了端口位图信息和物理端口数，当HQoS策略流分类中的业务匹配类型与该VPN用户的业务类型一致时，将该业务设置为唯一确定的类型：VPWS类型；接着，依据HQoS策略中配置的流分类数和端口位图信息计算所需分配的队列总数，然后到系统中查询并获取空闲队列资源，并由此判断系统中空闲的队列资源是否满足条件。

如果满足条件，系统根据策略应用的接口类型和用户流分类信息进行队列分配，即依据流分类和端口位图信息将上述获取到的队列号分配至各个用户或业务，并记录队列资源占用信息，系统剩余队列资源相应减少；在总策略不再应用于接口时，前面申请的队列资源被释放，并删除相应的队列资源占用信息，系统剩余队列资源相应增加。此外，策略应用于接口时还需要记录用户流分类、物理端口和队列号一一对应关系表，解除策略应用于接口时需要删除用户流分类、物理端口和队列号一一对应关系表；系统队列资源也随着策略应用于接口而可用资源逐渐减少，随着接口解除策略应用而可用资源逐渐增加，此外，本发明实施例还需要更新剩余队列资源信息。

图2是本发明实施例的VPWS业务的组网关系示意图，如图2所示，由两台支持MPLS和HQoS的边缘(Provider Edge，简称为PE)交换机、两台普通客户端(Customer Edge，简称为CE)交换机、主控板和线卡若干、双绞线若干等组成。具体包括如下处理：

第1步，在交换机PE1和PE2间创建VPWS实例，建立4条不同的PW连接；

第2步，在PE2上配置与PW远端地址信息和虚通道标识信息一致的4个用户流分类、8个不同优先级的流分类和1个默认流分类，配置1个总策略和7个子策略，并建立起总策略与子策略之间的关联关系；图3是本发明实施例的策略关联的示意图，如图3所示，总策略作为第一级策略，在其默认流分类下关联第二级子策略，第二级子策略下有4个用户流分类，分别关联1个子策略，即第三级子策略，每个子策略下又有8个优先级流分类，每个流分类下都关联第四级子策略，在其默认流分类下关联第五级子策略，第五级子策略下有8个优先级流分类；

第3步，在PE2与CE2连接且属于PE2的接口上应用总策略，若该接口为普通物理端口，则通过队列分配子模块上的调试信息显示系统为4个用户流分类分配0～7，8～15，9～23和24～31的队列号，通过调试信息显示可用资源从队列号32开始，即队列号0～31不可用；

第4步，在PE2的接口上取消总策略应用，通过资源管理子模块上的调试信息显示可用资源从队列号0开始。

本发明实施例的上述技术方案能够最大限度地利用系统队列资源，并适应多种业务和用户服务质量(Quality of Service，简称为QoS)要求，既简单可行，又具有普适性，能够增强系统对各种业务应用的开放性。

装置实施例

根据本发明的实施例，提供了一种层次化服务质量中队列资源管理装置，图4是本发明实施例的层次化服务质量中队列资源管理装置的结构示意图，如图4所示，根据本发明实施例的层次化服务质量中队列资源管理装置包括：命令协议模块40、队列分配模块42、以及资源管理模块44。其中，命令协议模块40主要负责配置命令解析、信息保存和流分类匹配类型设置，并通知队列分配模块42或资源管理模块44操作类型，例如，删除、修改、添加等；队列分配模块42主要负责预分配队列资源计算，向资源管理模块44申请队列资源，另外还负责细分资源申请成功后的队列号，并记录用户流分类、物理端口信息与队列号一一对应关系表，或者队列资源释放时删除上述对应关系表；资源管理模块44主要负责队列资源申请和释放，向队列分配模块42通知可用队列资源，并更新剩余队列资源信息。

以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。

具体地，命令协议模块40用于创建流分类以及各级子策略，将各级子策略与流分类进行关联得到总策略，将总策略应用于接口上，并获取接口的索引值以及接口类型，根据子策略关联的流分类设置业务类型。

命令协议模块40首先需要在通信设备上创建流分类并配置流分类下的匹配项，匹配项中包括流分类的业务匹配类型，满足业务匹配类型(即匹配条件)的数据流才能进入相应的队列，否则数据流只能进入默认队列，且默认队列的优先级最低。随后，命令协议模块40还需要在通信设备上配置总策略和各级子策略并引用上述创建的流分类，然后在子策略下配置调度策略、整形策略、丢弃策略和带宽保证策略等，最后总策略将各级子策略关联起来，该功能决定了各层策略间的调度关系和数据流在队列中的处理方式。最后，命令协议模块40在通信设备的接口上应用上述配置的总策略，系统根据子策略中用户流分类设置业务类型。

队列分配模块42用于根据子策略关联的流分类数、以及根据索引值和接口类型获取的物理端口数计算所需分配的队列总数，在确定系统的空闲队列资源满足队列总数的情况下，根据接口类型以及子策略关联的流分类向资源管理模块44申请队列资源进行队列资源分配，并记录队列资源占用信息以及对应关系表，在取消总策略应用于接口的情况下，根据接口类型、子策略关联的流分类、以及对应关系表向资源管理模块44申请释放队列资源进行队列资源回收，并更新队列资源占用信息以及对应关系表(即，队列分配模块42删除相应的队列资源，系统剩余队列资源相应增加)；同时，队列分配模块42还要删除用户流分类、物理端口和队列号一一对应关系表，其中，对应关系表中包括流分类、物理端口、以及队列号的一一对应关系；

其中，上述业务类型包括以下之一：隧道业务类型、伪线业务类型、虚拟局域网业务类型、虚拟专用网络业务类型。也就是说，本发明实施例的技术方案可以应用于多种不同的场景，例如，多协议标签交换(Multi-Protocol LabelSwitching，简称为MPLS)网络和传送多协议标记交换(Transport-MPLS，简称为T-MPLS)网络，特别是虚拟专用网络(Virtual Private Network，简称为VPN)用户和伪线(Pseudo Wire，简称为PW)业务。

队列分配模块42具体包括如下子模块：

查询子模块，用于根据总策略查询流分类所在的子策略的索引值，并根据索引值查询该子策略关联的流分类数；第一计算子模块，用于根据索引值和接口类型计算端口位图信息，并根据端口位图信息计算物理端口数；第二计算子模块，用于计算子策略中关联的流分类数和物理端口数的乘积，获取队列总数。获取子模块，用于查询并获取空闲队列资源；分配子模块，用于在确定系统的空闲队列资源满足队列总数的情况下，根据接口类型以及子策略关联的流分类将空闲队列资源的队列号分配至各个用户和/或业务。

综上所述，与资源管理模块44交互过程中队列分配模块42实现的主要功能有两点：其一，队列分配模块42首先根据应用于端口的总策略查询业务流分类所在的子策略索引值，接着通过子策略索引值查询引用的业务流分类数，然后根据策略应用端口的索引值和类型计算物理端口数，并由此计算业务流分类数与物理端口数的乘积，即为需要申请的队列，最后向资源管理模块44查询并获取队列资源，依据流分类和端口位图信息将上述获取到的队列号分配至各个用户或业务，并记录用户流分类、物理端口信息与队列号一一对应关系表；其二，当资源管理模块44释放队列资源时，依据流分类和端口位图信息将存储的队列资源释放，并删除相应的用户流分类、物理端口信息与队列号一一对应关系表。

资源管理模块44用于对队列资源进行申请和释放。

在本发明的实施例中，命令协议模块进一步包括提示子模块，用于在确定系统的空闲队列资源不满足队列总数的情况下，提示接口应用总策略失败，并取消接口应用总策略。

与现有技术相比，本发明实施例所述的HQoS中队列资源管理方法根据实际策略中用户流分类数和策略应用的物理端口数来申请队列资源，既简单可行，又具有普适性，同时增强了系统对各种业务应用的开放性，能够适应多种业务和用户的QoS要求，最大限度地利用系统队列资源。本发明实施例的技术方案可以应用于多种不同的场景，如MPLS和T-MPLS网络，特别是VPN用户和PW业务，可以实现VPN用户及PW业务的优先级差异化，高优先级用户和业务的QoS能够得到良好的保证，降低传送网拥塞概率，为运营商带来更大的服务收益。

以下分别根据附图对本发明实施例的队列资源的申请和释放进行详细的说明。

图5是本发明实施例的HQoS策略应用时队列申请的流程图，如图5所示，包括如下处理：

第一步，命令协议模块40将HQoS策略应用于接口，根据配置信息设置用户流分类匹配类型；

第二步，队列分配模块42计算用户流分类总数和策略当前应用的物理端口数，从而根据用户流分类总数和策略当前应用的物理端口数计算预分配队列总数，并资源管理模块44申请队列资源；

第三步，资源管理模块44判断当前申请的队列资源是否存在，如果存在，则执行第四步，否则，执行第六步；

第四步，如果队列资源存在，资源管理模块44记录队列资源占用信息，并将剩余队列资源更新；

第五步，队列分配模块42将当前分配的队列资源再细分到各个用户流分类，并记录用户流分类、物理端口信息与队列号一一对应关系表，至此，HQoS策略应用时队列申请处理结束；

第六步，如果队列资源不存在，资源管理模块44通知命令协议模块40策略应用失败，并作配置信息回退处理。

图6是本发明实施例的HQoS策略取消应用时队列释放的流程图，如图6所示，包括如下处理：

第一步，命令协议模块40取消端口应用的HQoS策略；

第二步，命令协议模块40根据配置信息获取用户流分类和物理端口信息，查询资源管理模块44记录的队列资源占用信息；

第三步，资源管理模块44判断用户流分类和当前物理端口对应的队列资源是否被占用，如果判断为是，则执行第四步，否则，执行第六步；

第四步，资源管理模块44释放相应的队列资源，并将剩余队列资源信息更新；

第五步，队列分配模块42将用户流分类、物理端口和队列号一一对应关系表删除，至此，层次化QoS队列释放处理结束；

第六步，直接返回成功操作。

本发明实施例通过根据实际策略中用户流分类数和策略应用的物理端口数来申请队列资源，从而对队列资源进行申请和释放，解决了现有技术中传送网的HQoS业务队列资源管理的问题，能够最大限度地利用系统队列资源，并适应多种业务和用户服务质量(Quality of Service，简称为QoS)要求，既简单可行，又具有普适性，能够增强系统对各种业务应用的开放性。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。