一种区分服务的队列管理方法
【专利摘要】本发明公开了一种区分服务的队列管理方法，路由器在每一个分组到达时，计算三种优先级队列的平均队列长度Leni，再根据本发明提出的平滑丢弃概率函数公式计算丢弃概率，通过设置参数n，可以改变丢弃概率的非线性程度，并且可以通过调整各个优先级的队列阈值，来实现不同优先级的权限。本发明能够通过平均队列长度的大小，更早检测到网络拥塞，从而进行拥塞控制；并通过各个队列阈值的调整可以实现不同优先级的权限，提高各个资源之间的带宽竞争的公平性；采用了非线性分段的丢弃函数，分组的丢弃更加平滑，整体上可以提高网络的稳定性和资源利用率。
【专利说明】一种区分服务的队列管理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于网络区分服务【技术领域】，更为具体地讲，涉及一种区分服务的队列管 理方法。
【背景技术】
[0002] 随着互联网的普及，移动互联网络等接入方式的多样化，越来越多的业务需要网 络进行承载，确保网络的Q〇S(Quality of Service，服务质量）成为日益关注的重点。区分 服务模型采用了边缘复杂、核心简单的网络体系结构，将网络中的路由器划分为边缘路由 器和核心路由器，将数据分类、标记、监管、整形等复杂的功能在边缘路由器实现，将汇集流 的分类和相应的转发处理在核心路由器实现。由于其体系结构简单，信令机制灵活，扩展性 能强，便于实现，可以在网络中大规模应用。
[0003] 队列管理技术是实现区分服务QoS的核心技术。队列管理技术采取分组缓存、时 延转发的方式，提高输出链路带宽的利用率。其工作原理为：分组达到队列时，系统根据某 种策略丢弃该分组，限制分组进入队列缓存的数目，因此队列管理也称为丢弃分组的策略。
[0004] 主动队列算法 AQM (Active Queue Management)是 IETF (Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）推荐的基于网络节点拥塞控制的关键技术，其中比较具有 代表性的是SallyFloyd等人提出随机检测RED(Random Early Detection)算法的。RED算 法在队列的入口通过监控平均队列长度来检测拥塞程度，采取合理的丢包策略，从而避免 拥塞。由于RED算法对相关参数设置敏感，当网络流量迅速增大时，RED的性能算法会急剧 下降。基于此，Sally Floyd和Kevin Fall又提出了一种Gentle-RED算法，算法改变了分 组概率丢弃函数，提高了 RED在复杂网络中的性能。
[0005] 此外，David Clark等人提出了 RI0-C算法，RI0-C算法对于符合规范的流进行分 组，设置不同的优先级，从而实现了区分服务的要求。RI0-C在区分服务模型中，可以实现三 个优先级队列管理，算法通过控制不同队列中分组的丢弃概率来实现对业务流的区分服 务。但是RI0-C算法对于分组的丢弃不够平缓，容易造成网络系统的不稳定，网络资源利用 率不高；并且RI0-C算法采用的是线性的分组丢弃方式，未考虑平均队列长度与分组丢弃 概率的非线性特性，对网络出现突发流量的处理能力不足。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种区分服务的队列管理方法，以 RI0-C算法为基础，结合平均队列长度与分组丢弃概率的非线性特点，提出了分段的平滑丢 弃概率函数，提高系统稳定性，增加系统对突发流量的处理能力，更好地保护高优先级的业 务，提商区分服务的能力。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明区分服务的队列管理方法，包括以下步骤：
[0008] S1 :路由器在每一个分组到达时，计算三种优先级队列的平均队列长度Lerii，i = 1，2, 3,分别对应高、中、低三种优先级；
[0009] S2 :根据平滑丢弃概率公式计算每个优先级队列的丢弃概率Pb i，再根据丢弃概率 Pb_i对分组中的每个优先级队列进行控制，平滑丢弃概率公式为：
[0010]
【权利要求】
1. 一种区分服务的队列管理方法，其特征在于，包括以下步骤： 51 :路由器在每一个分组到达时，计算三种优先级队列的平均队列长度Lerii，i = 1，2, 3,分别对应高、中、低三种优先级； 52 :根据平滑丢弃概率函数公式计算每个优先级队列的丢弃概率Pb i，再根据丢弃概率 Pb_i对分组中的每个优先级队列进行控制，平滑丢弃概率函数公式为：
其中，Minthi为第i个优先级的队列长度最小阈值，Maxthi为第i个优先级的队列长度 最大阈值，并且Maxth(i+1)彡Min^PmaXi为第i个优先级的调整控制参数，PmaXi < Pmaxi+1。
2. 根据权利要求1所述的队列管理方法，其特征在于，所述平均队列长度Leni的计算 方法为： 计算当前物理队列长度(>)狀81^11=(11(1)(^￥81^11 /+￥(1\(>)；[11，其中，(^￥81^11/为上一 次分组到达时计算得到的物理队列长度，W,为设置的权重系数，Qin表示当前物理缓冲队列 的瞬时长度，Qin = Qir^+Qir^+Qir^，Qirii表示第i个优先级队列的瞬时长度；第i个优先 级的平均队列长度Leni的计算公式为 ：
【文档编号】H04L12/24GK104092566SQ201410289786
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】徐杰, 宋健伟, 孙健, 朱新新 申请人:电子科技大学