无丢失网络中的拥塞控制方法技术

本发明专利技术提供一种无丢失网络中的拥塞控制方法，包括：若根据接收到的终端的反馈信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，则根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率；根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率。本发明专利技术克服了现有技术中采用交换机逐跳流控带来的固有问题，通过采用数据流的到达速率调整发送速率，从接收端速率中感知网络的可用带宽，而不是像现有技术直接在发送速率的基础上减去一定比例，能够使得数据流稳定在满利用率、低队列额度以及极低的PFC触发状态下。

Congestion control in lossless network

The present invention provides a congestion control method in a lossless network, including: if the data stream to the terminal is known to be congested according to the feedback information of the received terminal, then the arrival rate of the data stream to the terminal is determined according to the feedback information; and the direction is adjusted according to the arrival rate The transmission rate of the data stream of the terminal. The invention overcomes the inherent problem caused by the hop-by-hop flow control of the switch in the prior art. By adjusting the transmission rate by adopting the arrival rate of the data stream, the available bandwidth of the network is perceived from the receiver rate, instead of subtracting a certain proportion from the transmission rate directly as in the prior art, and the data flow can be stabilized. Under full utilization rate, low queue size and extremely low PFC trigger state.

【技术实现步骤摘要】
无丢失网络中的拥塞控制方法
本专利技术涉及网络拥塞控制
，更具体地，涉及无丢失网络中的拥塞控制方法。
技术介绍
为了能在数据中心以太网中实现无丢失特性，目前很多网络设备都支持基于优先级的流量控制机制PFC(priority-basedflowcontrol)。PFC将流量划分为8个优先级并监测交换机入端口上每种优先级流量的累积情况。当某一优先级流量超过给定阈值X_OFF时，交换机向上一跳发送PAUSE帧终止该优先级流量的传输；当该优先级流量在队列中的累积缓解低于另一个给定阈值X_ON时，再发送RESUME帧恢复传输。然而，PFC会导致拥塞树生成并迅速扩展，引起队头阻塞、不公平等问题。拥塞树的生成和扩展是无丢失网络性能损失的根本原因。图1示出了一个无丢失网络的拓扑图。N*M个源端H11、…H1M、…、HN1、……、HNM同时向终端R发送数据，经过一级交换机转发，在最后一跳交换机S0处产生严重的局部拥塞，导致S0的触发PFC向上一跳交换机S1、…、SN发送PAUSE帧和RESUME帧，进而S1、…、SN只能间歇性地向S0发送数据，这使得S1、…、SN上也产生了拥塞并触发PFC向源端发送PAUSE和RESUME帧，最终源端也只能间歇性地发送数据。总之，在PFC的作用下，原本只发生在最后一跳的局部拥塞，沿着拥塞流的路径逆向生成了一棵拥塞树并迅速扩展到全网。上述PFC的问题可以通过引入端到端的拥塞控制机制来解决，基本工作流程是：拥塞点CP(CongestionPoint，位于交换机)探测拥塞，通告点NP(NotificationPoint，位于交换机或终端)根据拥塞探测的结果生成拥塞通告包CNP(CongestionNotificationPacket)反馈给响应点RP(ReactionPoint，位于源端)，响应点根据收到的拥塞通告包调节发送速率。在图1的示例中，所有的交换机都是拥塞点，同时也可以是通告点；R是通告点；H11-HNM是响应点。在有局部拥塞发生时，QCN和DCQCN对拥塞相关的流进行减速，进而预防并控制局部拥塞的扩散。然而，在对拥塞流进行减速时，选择一个合理的减速幅度是困难的。减速平缓会导致局部拥塞长时间得不到缓解，最终触发PFC引起拥塞扩展。在数据中心中，并发流数目巨大，并发导致在最后一跳上的拥塞十分严重，希望每条流都能快速减速。反过来，减速激进则会引起不必要的吞吐量浪费，在数据中心中，短突发流量密集，频繁的短突发流量会导致对其他流量的频繁减速，严重影响网络吞吐量。目前代表性的方法有IEEE802.1标准化工作组定义的量化的拥塞通告机制QCN(QuantitatedCongestionNotification)，以及结合显示拥塞通告机制ECN(ExplicitCongestionNotification)支持三层路由网络的数据中心量化的拥塞通告机制DCQCN(DataCenterQCN)。已有的拥塞控制机制在对拥塞流进行减速时，仅在当前速率上减去一定比例，对网络实际能提供的可用带宽缺少准确的估计，导致需要多次减速才能消除局部拥塞，同时导致减速过当导致吞吐量损失。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的无丢失网络中的拥塞控制方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种无丢失网络中的拥塞控制方法，包括：若根据接收到的终端的反馈信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，则根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率；根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率。优选地，所述反馈信息为终端发送的拥塞通告数据包，所述拥塞通告数据包中携带有拥塞指示信息和所述数据流到达所述终端的到达速率；相应地，所述获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，具体为：根据所述拥塞通告数据包中携带的拥塞指示信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态；相应地，根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率，具体为：根据所述拥塞通告数据包中携带的所述到达速率，确定所述数据流到达所述终端的到达速率。优选地，所述反馈信息为终端发送的ACK确认字符，所述ACK确认字符中封装有拥塞标记；相应地，所述获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，具体为：根据所述ACK确认字符中封装的拥塞标记，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态；相应地，根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率，具体为：根据终端回复所述ACK确认字符的速率，确定所述数据流到达所述终端的到达速率。优选地，所述根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率，具体为：根据预设比例调整所述数据流的到达速率，获得参考速率，其中所述预设比例略小于1；对比所述参考速率与当前的发送速率，将两者中的较小值，作为所述数据流后续的发送速率。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种无丢失网络中的拥塞控制方法，包括：若根据接收到的交换机的拥塞信息，获知处于拥塞状态的数据流；则生成对应所述数据流的所述反馈信息，所述反馈信息中携带有数据流处于拥塞状态的信息；将所述反馈信息发送至所述数据流的源端，以使得所述源端根据接收到所述反馈信息，获知所述数据流处于拥塞状态，根据所述反馈信息确定所述数据流到达终端的到达速率，并根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率。优选地，所述反馈信息为ACK确认字符；相应地，生成对应所述数据流的所述反馈信息，具体为：生成对应该处于拥塞状态的数据流的拥塞标记；将所述拥塞标记封装至ACK确认字符中。优选地，所述反馈信息为拥塞通告数据包；相应地，生成对应所述数据流的所述反馈信息，具体为：生成拥塞指示信息，周期性地统计所述数据流的到达速率；将所述数据流的到达速率和拥塞指示信息封装在拥塞通告数据包内，作为所述反馈信息。优选地，所述周期性地统计所述数据流的到达速率，具体为：设置统计周期的时长；对于任意一个统计周期，根据该统计周期内收到来自所述数据流的数据包的总个数与该统计周期的时长的商，作为所述数据流的到达速率。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种源端，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行本专利技术实施例的拥塞控制方法中源端侧方法及其所有可选实施例的方法。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种终端，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行本专利技术实施例的拥塞控制方法中终端侧方法及其所有可选实施例的方法。本专利技术实施例提出的无丢失网络的拥塞控制方法，克服了现有技术中采用交换机逐跳流控(PFC)带来的固有问题，通过采用数据流的到达速率调整发送速率，从接收端速率中感知网络的可用带宽，而不是像现有技术直接在发送速率的基础上减去一定比例，能够使得数据流稳定在满利用率、低队列额以及极低的PFC触发状态下。附图说明图1为根据本专利技术实施例的无丢失网络的拓扑图；图2为根据本专利技术实施例的拥塞控制方法的流程示意图；图3为根据本专利技术实施例的根据到达速率调整发送速率的流程示意图；图4为根据本专利技术实施例的拥塞控制方法的流程示意图；图5为根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无丢失网络中的拥塞控制方法，其特征在于，包括：若根据接收到的终端的反馈信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，则根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率；根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率。

【技术特征摘要】
1.一种无丢失网络中的拥塞控制方法，其特征在于，包括：若根据接收到的终端的反馈信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，则根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率；根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率。2.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述反馈信息为终端发送的拥塞通告数据包，所述拥塞通告数据包中携带有拥塞指示信息和所述数据流到达所述终端的到达速率；相应地，所述获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，具体为：根据所述拥塞通告数据包中携带的拥塞指示信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态；相应地，根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率，具体为：根据所述拥塞通告数据包中携带的所述到达速率，确定所述数据流到达所述终端的到达速率。3.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述反馈信息为终端发送的ACK确认字符，所述ACK确认字符中封装有拥塞标记；相应地，所述获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，具体为：根据所述ACK确认字符中封装的拥塞标记，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态；相应地，根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率，具体为：根据终端回复所述ACK确认字符的速率，确定所述数据流到达所述终端的到达速率。4.根据权利要求1或2或3所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率，具体为：根据预设比例调整所述数据流的到达速率，获得参考速率，其中所述预设比例略小于1；对比所述参考速率与当前的发送速率，将两者中的较小值，作为所述数据流后续的发送速率。5.一种无丢失网络中的拥塞控制方法，其特征在于，包括：若根据接收到的交换机的拥塞信息，获知处于拥塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：任丰原，程文雪，钱坤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11