拥塞控制措施的灵活应用制造技术

本发明专利技术公开了拥塞控制措施的灵活应用。通信装置包括配置成连接到分组数据网络的多个接口和存储器，存储器耦合到接口并被配置为缓冲器以将通过入口接口接收的数据分组容纳在多个队列中同时等待经由出口接口到网络的传输。拥塞控制逻辑包括配置成响应于队列的状态而放弃缓冲器中的至少第一队列的数据分组的第一部分的分组丢弃机器和配置成响应于队列的状态而将拥塞通知应用于缓冲器中的至少第二队列的数据分组的第二部分的分组标记机器。机器控制电路被耦合以选择性地启用和禁用至少分组丢弃机器。

Flexible application of congestion control measures

The invention discloses the flexible application of congestion control measures. The communication device includes a plurality of interface configured to connect to the packet data network and memory, a memory coupled to the interface and is configured to buffer to receive data packets through the entrance interface contained in a plurality of queue while waiting for transmission through the outlet interface to the network. The first part of the packet data packet includes congestion control logic configured to respond to the state of the queue up at least the first queue in the buffer of the discarded machine and configured to respond to the state of the queue and packet marking machine second part at least second data packet queue congestion notification is applied to the buffer in the. The machine control circuit is coupled to selectively enable and disable at least a packet discard machine.

【技术实现步骤摘要】
拥塞控制措施的灵活应用专利
本专利技术通常涉及分组通信网络，且特别地涉及用于在这样的网络中的拥塞的控制的方法和系统。背景当需要在网络中的链路或节点运载比它能够传输或转发的更多的数据业务时，网络拥塞出现，结果是它的服务质量恶化。拥塞的一般结果包括排队延迟、分组丢失和新连接的堵塞。现代分组网络使用拥塞控制(包括拥塞避免)技术，以便在灾难性的结果开始之前减轻拥塞。很多拥塞避免技术在本领域中是已知的。例如在随机早期检测(RED，也被称为随机早期丢弃或随机早期放弃)中，网络节点例如交换机监控它们的平均队列大小并基于统计概率来丢弃分组：如果给定队列(或队列组)几乎是空的，则所有进入的分组被接受。当队列增长时，丢弃进入的分组的概率相应地增长，当缓冲器填充水平超过可适用的阈值时达到100％。加权RED(WRED)以类似的方式工作，除了不同的业务类被分配不同的拥塞避免阈值以外，使得对于给定队列长度，低优先级分组比高优先级分组具有更大的丢弃概率。对由统计概率确定的分组的部分操作的这种拥塞控制技术在本文被称为统计拥塞控制技术。另一拥塞避免技术是显式拥塞通知(ECN)，其为互联网协议(IP)和传输控制协议(TCP)的扩展。ECN最初由Ramakrishnan等人在“TheAdditionofExplicitCongestionNotification(ECN)toIP”中定义，该文作为InternetEngineeringTaskForce(2001)的请求注解(RFC)3168被出版并通过引用被并入本文。ECN通过在所传输的分组的IP报头中用信号通知即将发生的拥塞来提供网络拥塞的端对端通知。这种ECN标记的分组的接收方对发送方重复拥塞指示，这减小它的传输速率，好像它检测到放弃的分组一样。ECN功能最近扩展到其它传输和隧道协议。概述在下文所述的本专利技术的实施方式提供用于在网络中的拥塞控制的改进的方法和实现这样的方法的装置。因此根据本专利技术的实施方式提供通信装置，其包括多个接口，该多个接口配置成连接到分组数据网络以便用作通过该装置在来自网络和到网络的数据分组的接收和转发中的入口接口和出口接口。存储器耦合到接口并被配置为缓冲器以将通过入口接口接收的数据分组容纳在多个队列中同时等待经由出口接口到网络的传输。拥塞控制逻辑包括配置成响应于队列的状态而放弃来自缓冲器中的至少第一队列的数据分组的第一部分的分组丢弃机器和配置成响应于队列的状态而将拥塞通知应用于来自缓冲器中的至少第二队列的数据分组的第二部分的分组标记机器。机器控制电路被耦合以选择性地启用和禁用至少分组丢弃机器。在一些实施方式中，机器控制电路还被耦合以选择性地启用和禁用分组标记机器。在所公开的实施方式中，分组丢弃机器和分组标记机器配置成放弃在相同的一个或多个队列中的数据分组的相应部分并将拥塞通知应用于在相同的一个或多个队列中的数据分组的相应部分。在一些实施方式中，拥塞通知包括在数据分组的报头中设置显式拥塞通知(ECN)或业务类(TC)字段。在所公开的实施方式中，拥塞控制逻辑包括概况计算器(profilecalculator)，该概况计算器配置成响应于第一和第二队列的相应状态而计算第一和第二部分。一般，概况计算器配置成通过比较队列的长度与在存储器中的队列的相应缓冲器分配和/或基于队列的相应传输速率来计算第一和第二部分。此外或可选地，装置包括分组分类逻辑，其配置成将通过入口接收的数据分组分配到多个队列，并将关于所接收的数据分组的信息传送到概况计算器。还根据本专利技术的实施方式提供了用于通信的方法，其包括在具有连接到分组数据网络以便用作入口和出口接口的多个接口和耦合到接口的存储器的网络元件中，将通过入口接口接收的数据分组放置在存储器中的多个队列中，同时数据分组等待传输到网络。使用配置成响应于队列的状态而放弃缓冲器中的至少第一队列的数据分组的第一部分的分组丢弃机器并使用配置成响应于队列的状态将拥塞通知应用于缓冲器中的至少第二队列的数据分组的第二部分的分组标记机器，拥塞控制被应用于被排队用于传输的数据分组。至少分组丢弃机器被选择性地启用和禁用，使得当分组丢弃机器被禁用时，数据分组响应于由队列的状态指示的拥塞而不被网络元件丢弃。本专利技术将从连同附图一起理解的其实施方式的下面的详细描述中被更充分理解，其中：附图的简要描述图1是示意性示出根据本专利技术的实施方式的具有拥塞控制能力的交换机的方框图；以及图2是示意性示出根据本专利技术的实施方式的在交换机中的分组处理逻辑的细节的方框图。实施方式的详细描述在本领域中已知的网络元件例如交换机中，由ECN标记的分组结合由RED(包括WRED)放弃的分组在单个逻辑拥塞避免机器的控制下根据在上面提到的RFC3168中定义的模型来操作。因此，ECN分组标记不能对可应用的分组启用，如果也不允许拥塞避免机器在拥塞严重的情况下放弃不受到ECN标记的分组的话。相反，当必须避免放弃某种类型的分组例如TCP控制分组(例如SYN和SYN/ACK分组)或其它无损业务类时，为了拥塞避免的目的的分组的标记也被禁用。本文所述的本专利技术的实施方式提供用于拥塞避免的更灵活的模型，其中分组丢弃和分组标记机制单独地和独立地被应用。在所公开的实施方式中，在通信装置例如网络交换机中的拥塞控制逻辑包括分组丢弃机器和分组标记机器。(如在本描述中和在权利要求中使用的术语“机器”指执行某个定义明确的任务的不同逻辑电路。)在装置中的机器控制电路被耦合以选择性地启用和禁用至少分组丢弃机器和可能也有分组标记机器。分组丢弃机器和分组标记机器的这个分离使系统操作员能够配置该装置以用于不同种类的拥塞响应：在拥塞的情况下仅标记、仅丢弃或标记和丢弃分组的适当部分。此外，机器控制电路可设置分组丢弃和标记机器以将不同的拥塞响应应用于不同的队列以及不同类型的业务，使得TCP控制分组在拥塞的情况下例如被标记(但不被放弃)，而其它种类的分组可被放弃。分组丢弃机器和分组标记机器的分离也可增强拥塞控制的效率，因为分组丢弃可例如在网络交换机的处理管线中的早期被应用，以便立即释放缓冲器空间，而分组标记可在处理管线中的后期被应用以实现对在拥塞水平中的变化的快速响应。图1是示意性示出根据本专利技术的实施方式的具有拥塞控制能力的网络交换机20的方框图。交换机20包括连接到分组数据网络24并配置成在来自网络或到网络的数据分组26、28…的接收和转发中用作入口和出口接口的多个接口22，例如交换机端口。耦合到接口22的存储器36用作缓冲器以从入口接口接收分组并将分组保持在多个队列中，同时等待经由出口接口传输到网络24。在所示例子中，存储器36被配置为共享缓冲器，其中每个队列接收相应的分配38。可选地，本专利技术的原理可同样在网络元件中被应用，网络元件中不同的接口具有它们自己的单独缓冲器，或其中使用其它缓冲方案，例如在入口或出口端口的一部分之间的共享，作为图1所示的共享缓冲器的补充或替代。分配38(即队列被允许使用的缓冲器的量，或等效地，为了拥塞控制的目的的控制阈值)可以是静止的，或它们可随着时间的过去而改变。此外，不同的队列可接收不同大小的相应分配38，例如取决于业务优先级水平或其它系统考虑因素。指向同一出口接口的多个不同队列可接收它们自己的单独分配38。可选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信装置，包括：多个接口，其配置成连接到分组数据网络以便在通过所述装置从所述网络接收数据分组以及向所述网络转发数据分组中用作入口接口和出口接口；存储器，其耦合到所述接口并被配置为缓冲器以将通过所述入口接口接收的数据分组容纳在多个队列中同时等待经由所述出口接口传输到所述网络；以及拥塞控制逻辑，其包括：分组丢弃机器，其配置成响应于所述队列的状态而放弃所述缓冲器中的至少第一队列的数据分组的第一部分；分组标记机器，其配置成响应于所述队列的状态而将拥塞通知应用于所述缓冲器中的至少第二队列的数据分组的第二部分；以及机器控制电路，其被耦合以选择性地启用和禁用至少所述分组丢弃机器。

【技术特征摘要】
2016.03.20 US 15/075,1581.一种通信装置，包括：多个接口，其配置成连接到分组数据网络以便在通过所述装置从所述网络接收数据分组以及向所述网络转发数据分组中用作入口接口和出口接口；存储器，其耦合到所述接口并被配置为缓冲器以将通过所述入口接口接收的数据分组容纳在多个队列中同时等待经由所述出口接口传输到所述网络；以及拥塞控制逻辑，其包括：分组丢弃机器，其配置成响应于所述队列的状态而放弃所述缓冲器中的至少第一队列的数据分组的第一部分；分组标记机器，其配置成响应于所述队列的状态而将拥塞通知应用于所述缓冲器中的至少第二队列的数据分组的第二部分；以及机器控制电路，其被耦合以选择性地启用和禁用至少所述分组丢弃机器。2.如权利要求1所述的装置，其中所述机器控制电路还被耦合以选择性地启用和禁用所述分组标记机器。3.如权利要求1所述的装置，其中所述分组丢弃机器和所述分组标记机器配置成放弃在所述队列的相同的一个或多个队列中的数据分组的相应部分以及将所述拥塞通知应用于在所述队列的相同的一个或多个队列中的数据分组的相应部分。4.如权利要求1所述的装置，其中所述拥塞通知包括在所述数据分组的报头中设置显式拥塞通知(ECN)字段。5.如权利要求1所述的装置，其中所述拥塞通知包括在所述数据分组的报头中设置业务类(TC)字段。6.如权利要求1所述的装置，其中所述拥塞控制逻辑包括概况计算器，所述概况计算器配置成响应于所述第一队列和所述第二队列的相应状态而计算所述第一部分和所述第二部分。7.如权利要求6所述的装置，其中所述概况计算器配置成通过比较所述队列的长度与在所述存储器中的所述队列的相应缓冲器分配来计算所述第一部分和所述第二部分。8.如权利要求6所述的装置，其中所述概况计算器配置成基于所述队列的相应传输速率来计算所述第一部分和所述第二部分。9.如权利要求6所述的装置，包括分组分类逻辑，所述分组分类逻辑配置成将通过所述入口接收的数据分组分配...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴拉克·加夫尼，
申请(专利权)人：迈络思科技TLV有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL