专利名称：用于通信系统设备、系统及方法的自适应调度器的制作方法
用于通信系统设备、系统及方法的自适应调度器技术领域
本发明总体上涉及通信系统。更具体地，本发明涉及用于自适应(adaptive)调度 的设备、系统和方法。
背景技术：
在目前的通信系统中，用于服务的数据被分成顺序组织的分组，其为每个客户端 形成一个或多个分组数据流。尽管一些服务具有帮助促进快速识别的某些特性(例如超文 本传输协议(HTTP)服务通常使用端口 80)，但是许多服务缺少实现快速识别的信息。就这 一点来说，打算用于基于服务的控制和管理的核心网络设备必须结合其他方法(例如基于 签名(signature)的方法)来识别这样的服务。这些服务管理设备经由识别特定服务(例 如通过检查分组有效载荷)的服务识别模块(SIM)来实施服务识别方法。这些SIM被顺序 布置和执行。
SIM用来将分组与服务相关联。典型地，仅流的最先一些分组被用于该目的。一 个流通常仅具有一个服务类型。因此，一旦SIM通过检查最先一些分组使流和某一服务类 型联系起来，相同流的后续分组将经过较快的路径，例如如
图1中所示的从L3/L4流量监管 (policing)至丨」路由(routing)。
图1是使用静态链接的SIM的服务识别的数据平面图。当接收到分组100时，对所 接收的分组执行基于L3/L4的流量监管110。如果分组具有被基于L3/L4的流量监管110 识别的已知服务，则对该分组执行路由和交换130并且相应地传送140该分组。
然而，如果分组没有被基于L3/L4的流量监管110识别，则该分组将被传递到静态 链接的N个SIM的顺序链120。分组最初被传递到识别第一服务的第一 SIM 122。如果第 一 SIM 122识别出该分组是第一服务的，则对该分组执行路由和交换130并且相应地传送 140该分组。否则，该分组被传递到识别第二服务的第二 SIM 124。如果第二 SIM IM识别 出该分组是第二服务的，则对该分组执行路由和交换130并且相应地传送140该分组。如 果不是，则该分组被传递到顺序链120中的下一 SIM直到该分组被SIM识别或者在没有被 识别的情况下该分组传递到第N个SIM 1 为止。在后面这种情况下，该分组被识别为具 有未知的服务类型并且服务管理单元相应地路由和交换130该分组。如果该分组被识别， 则可以通过较快的路径(例如L3/L4流量监管110到路由130)发送流中与该服务相关联 的剩余分组。
然而，该架构有一些缺点。根据该架构，必须相对于顺序链120中的每个SIM来检 查所接收的每个分组，直到分组被成功地识别为止。例如，在需要服务识别的情况下，如果 输入的分组经常与由顺序链120末端附近的SIM检查的服务关联时，则系统性能受损，因为 在正确的服务识别之前要针对每一个输入的分组来检查先前的SIM，花费了额外的处理周 期(cycle)ο
有可能检查网络业务量(traffic)模式并且应用结果，以在软件设计或设备 配置阶段创建静态链接的SIM链。然而，因为现实世界的业务量可以是后部重要的(heavily-tailed)并且趋于具有不可预知的组分(composition)(其受到时间、位置和其 它因素的影响)，当业务量具有针对其来说静态链接的SIM链的配置不是最佳的组分时，这 种静态链接的SIM链具有对系统性能的不利影响。发明内容
本发明的某些实施例可以为该领域中仍没有由当前可用的通信系统技术完全解 决的问题和需要提供解决方案。例如，本发明的某些实施例可以提供一种用于自适应地重 新布置检查分组的模块的排序的方法、设备和系统。
在本发明的一个实施例中，一种方法可以包括分析源自至少一个分组数据流的 业务量组分信息和计算复杂度信息中的至少一个；基于所述分析确定分组处理模块的排 序，其中分组经过所述分组处理模块直到给定分组满足特定标准或者该分组已经过所有分 组处理模块为止；以及将所述分组处理模块的次序动态地重新布置成所确定的排序。
在一些实施例中，重新布置还可以包括向模块群分配分组处理模块，向不同模块 群重新分配分组处理模块以及改变模块群的顺序次序中的一个或多个。在一些实施例中， 可以以并行、顺序或二者的结合来处理分组处理模块。
在一些实施例中，所述标准可以包括分组类型的识别、有效载荷类型的识别、分组 群的识别、有效载荷群的识别以及服务类型的识别中的一个或多个。
在一些实施例中，计算复杂度信息可以包括在处理周期和时间中的至少一个方面 的执行长度。在一些实施例中，业务量组分的分析可以包括确定分组满足与相应分组处理 模块相关联的标准的相应概率。
在一些实施例中，分组处理模块的排序可以是需要最小量的处理资源的最佳排序。
在某些实施例中，分析可以包括确定分析分组流中的分组的最小平均成本C。其 中Dt是表示分组处理模块的次序的矢量，W是所估计的执行长度矢量，P是表示分组满足与 相应分组处理模块相关联的标准的相应概率的概率矢量以及L是表示每个分组处理模块 的执行长度的矢量，并且Dt表示元素Cli = j，(i, j e [0，η))指示在第j个位置处调度第i个分组处理模块，最小平均成本C可以由等式
权利要求
1.一种方法，包括分析(410)源自至少一个分组数据流的业务量组分信息和计算复杂度信息中的至少 一个；基于所述分析确定(420)分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)的排 序，其中分组经过所述分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)直到给定分组 满足与分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)相关联的标准或者该分组已 经过所有分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)为止；以及将所述分组处理模块(750、752、7M、756、758、760、762、764)的次序动态地重新布置 (430)成所确定的排序。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述重新布置(430)还包括以下中的一个或多 个向模块群(740、742、744、746)分配分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、 764)，向不同模块群(73 重新分配分组处理模块(752、7M、756、758、764)以及改变模块 群(742、746)的顺序次序(731)，其中每个模块群(740、742、744、746)包括一个或多个分组 处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中以并行(742)、顺序(740)或二者的结合(731) 来处理分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述标准包括分组类型的识别、有效 载荷类型的识别、分组群的识别、有效载荷群的识别以及服务的识别中的一个或多个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中周期性地执行所述分析(410)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述计算复杂度信息包括在处理周 期和时间中的至少一个方面的执行长度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中业务量组分的分析(410)包括确定 (420)分组满足与相应分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)相关联的标准 的相应概率。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中分组处理模块(750、752、754、756、 758、760、762、764)的排序是需要最小量的处理资源的最佳排序。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中分析(410)包括确定分析分组流中 的分组的最小平均成本C，并且其中Dt是表示分组处理模块的次序的矢量，W是所估计的执行长度矢量，P是表示分组满足 与相应分组处理模块相关联的标准的相应概率的概率矢量，以及L是表示每个分组处理模 块的执行长度的矢量，以及Dt表示元素Cli = j，(i，j e [0，n))指示在第j个位置处调度第i个分组处理模块，以及最小平均成本c由等式滅“c=Σ .确定。/
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中分组处理模块(750、752、754、756、 758、760、762、764)包括识别服务的服务识别模块(540、542、544)。
11.根据权利要求10中任一项所述的方法，其中业务量组分的分析(410)包括确定分 组属于由相应服务识别模块640542544)识别的服务的相应概率。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括在预定时间段期间基于满足与分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)相关联的标准的分组来收集(400)关于业务量组分的信息，其中所分析的业务量组分信息包括所收集的信息。
13.根据权利要求1至10以及12中任一项所述的方法，排序(420)的确定包括根据所 估计的执行长度以递减的次序来为分组处理模块(710、712、714、716、71幻排顺序。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括以递减的次序调度(530)分组处理模块的执行；以及顺序执行分组处理模块(710、712、714、716、718)直到分组满足与分组处理模块(710、 712、714、716、718)相关联的标准或者不再有仍待执行的分组处理模块为止。
15.一种设备，包括用于分析源自至少一个分组数据流的业务量组分信息和计算复杂度信息中的至少一 个的装置(310)；用于基于所述分析装置(310)的分析来确定分组处理模块(750、752、754、756、758、 760,762,764)的排序的装置(320)，其中所述确定装置(320)被配置成使分组经过所述 分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)直到给定分组满足与分组处理模块 (750、752、754、756、758、760、762、764)相关联的标准或者用于确定的所述装置已使该分组 经过所有分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)为止；以及用于将所述分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)重新布置成所确定 的排序的装置(330)。
16.根据权利要求15所述的设备，其中用于重新布置的所述装置(330)还被配置成执 行以下中的一个或多个向模块群(740、742、744、746)分配分组处理模块(750、752、754、 756、758、760、762、764)，向不同模块群(732)重新分配分组处理模块(752、754、756、758、 764)以及改变模块群(742,746)的顺序次序(731)，其中每个模块群(740、742、744、746) 包括一个或多个分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)。
17.根据权利要求15或16所述的设备，其中所述设备被配置成以并行(742)、顺序 (740)或二者的结合(731)来处理分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的设备，其中所述标准包括分组类型的识别、 有效载荷类型的识别、分组群的识别、有效载荷群的识别以及服务的识别中的一个或多个。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的设备，其中用于分析的所述装置(310)被配 置成周期性地执行所述分析。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的设备，其中用于重新布置的所述装置(330) 被配置成在所述设备的运行时间期间动态地重新布置分组处理模块(750、752、754、756、 758、760、762、764)。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的设备，其中所述计算复杂度信息包括在处理 周期和时间中的至少一个方面的执行长度。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的方法，其中用于分析的装置被配置成当分 析所述业务量组分时确定分组满足与相应分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、 764)相关联的标准的相应概率。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的设备，其中用于重新布置的所述装置(330) 被配置成以需要最小量的处理资源的最佳排序来为分组处理模块(750、752、754、756、758、 760、762、764)排序。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的设备，其中用于分析的装置(310)被配置成 确定分析分组流中的分组的最小平均成本C，并且其中Dt是表示分组处理模块的次序的矢量，W是所估计的执行长度矢量，P是表示分组满足 与相应分组处理模块相关联的标准的相应概率的概率矢量，以及L是表示每个分组处理模 块的执行长度的矢量，以及Dt表示元素Cli = j，(i，j e [0，n))指示在第j个位置处调度第i个分组处理模块，以及用于分析的装置被配置成由等式c = Σ ^^'κ^^ζΜ确定最小平均成本C。
25.根据权利要求15至M中任一项所述的设备，其中分组处理模块(750、752、754、 756、758、760、762、764)包括识别服务的服务识别模块640542544)。
26.根据权利要求25所述的设备，其中用于分析的装置被配置成根据分组属于由相应 服务识别模块640542544)识别的服务的相应概率来分析业务量组分。
27.根据权利要求15至25中任一项所述的设备，还包括用于在预定时间段期间基于满足与分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、 764)相关联的标准的分组来收集关于业务量组分的信息的装置(340)，其中用于分析的装置所分析的业务量组分信息包括所收集的信息。
28.根据权利要求15至25或27中任一项所述的设备，其中用于确定的装置(320)被配 置成通过根据所估计的执行长度以递减的次序来为分组处理模块(710、712、714、716、718) 排顺序来确定排序。
29.根据权利要求观所述的设备，其中所述设备还被配置成以递减的次序调度分组处理模块(710、712、714、716、718)的执行；以及顺序执行分组处理模块(710、712、714、716、718)直到分组满足与分组处理模块(710、 712、714、716、718)相关联的标准(73 或者不再有仍待执行的分组处理模块为止。
30.根据权利要求15至25或者27或者四中任一项所述的设备，其中所述设备是服务 器和路由器和交换机之一。
31.根据权利要求15至25或者27或者四至30中任一项所述的设备，其中所述设备 被定位在无线网络和固定网络之一中。
32.—种包括代码装置的计算机程序产品，当将所述代码装置装载在计算机的存储器 (360)中时适于产生权利要求1至14中任一项的步骤。
33.一种系统(MO)，包括用户设备Q20)；以及服务管理单元000)，包括用于分析源自从用户设备接收到的至少一个分组数据流的业务量组分信息和计算复 杂度信息中的至少一个的装置(310)；用于基于分析器的分析来确定分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)的排序的装置(320)，其中用于确定的所述装置被配置成使分组经过所述分组处理模块 (750、752、754、756、758、760、762、764)直到给定分组满足特定标准或者所述确定单元已使 该分组经过所有分组处理模块(750、752、754、756、758、760、762、764)为止；以及用于将所述分组处理模块(750、752、7M、756、758、760、762、764)的次序动态地重新 布置成所确定的排序的装置(330)。
全文摘要
一种设备、系统和方法可以包括通过基于分组处理模块的业务量组分和计算复杂度中的至少一个为该分组处理模块排序来自适应地调度分组处理模块。该设备、系统和方法可以分析源自至少一个分组数据流的业务量组分信息和关于分组处理模块的计算复杂度信息中的至少一个；基于所述分析确定分组处理模块的排序，其中分组经过所述分组处理模块直到分组满足与分组处理模块相关联的标准或者该分组已经过所有分组处理模块为止；以及将所述分组处理模块动态地重新布置成所确定的排序。
文档编号H04L12/56GK102037689SQ200880129351
公开日2011年4月27日 申请日期2008年5月22日 优先权日2008年5月22日
发明者姜峰 申请人:诺基亚西门子通信公司