选择非最小路径和节流端口速度以增大网络吞吐量的技术制造技术

用于改进网络中吞吐量的技术包括节点交换机。节点交换机将获得指示节点交换机的期望数据传输性能的期望性能数据。节点交换机也将获得指示节点交换机的测量的数据传输性能的测量的性能数据，比较测量的性能数据和期望性能数据以确定测量的数据传输性能是否满足期望数据传输性能，根据测量的数据传输性能是否满足期望数据传输性能，确定是否强制数据的单元通过非最小路径到目的地，以及响应于确定强制数据的单元要通过非最小路径被发送，向与非最小路径关联的节点交换机的输出端口发送数据的单元。也描述了其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
选择非最小路径和节流端口速度以增大网络吞吐量的技术有关联邦赞助的研究的声明本专利技术是在国防部授予的编号为H98230A-13-D-0124的合同下在具有政府支持的情况下做出的。政府拥有本专利技术中的某些权利。
技术介绍
在一些高性能网络拓扑（本文中称为构造（fabric））中，网络公平性是在为许多类的应用保持目标性能中的重要因素。网络公平性能够被定义为在许多节点（例如，产生和/或消耗通过网络发送的数据的计算装置）之中分配网络资源（例如，带宽），使得资源不被不按比例地分配给一个节点，损害网络中的一个或多个其它节点。对公平性特别敏感的应用包括使用全局同步或局部同步（例如，等待在邻居交换中的所有消息）的那些应用。在此类应用中，由群组中的最慢节点来确定性能，因此强调公平性。分级网络按照设计在许多流之中共享链路以达到高利用率。因此，它们易于发生对于许多业务模式（trafficpattern）的网络不公平性。在一个或多个交换机在网络中使得源与目的地之间的路径饱和，导致对于尝试通过该路径发送数据的任何其它节点的拥塞和高等待时间时，不公平性能够发生。在连接到节点集的交换机的一个或多个端口具有比连接到其它节点的交换机的其它端口更高的吞吐量时，不公平性能够也发生在交换机内。因此，连接到更慢端口的节点不能与连接到相同交换机的更快端口的节点按照相同的速度注入数据。附图说明在本文中描述的概念在附图中以示例而非限制的方式被图示。为了说明的简明和清晰，图中所示元素不一定按比例画出。在认为适当之处，参考标号已在图中重复以指示对应的或类似的元素。图1是用于管理公平性以改进在网络中的吞吐量的系统的至少一个实施例的简化框图；图2是图1的系统的节点交换机的至少一个实施例的简化框图；图3是可由图1和2的节点交换机建立的环境的简化框图；图4-8是可由图1-3的节点交换机执行的，用于管理公平性的方法的至少一个实施例的简化流程图；图9是逻辑组件的至少一个实施例的简化框图，逻辑组件可由图1-3的节点交换机利用来强制选择用于通过网络发送数据的单元的非最小路径，以改进公平性；图10是逻辑组件的至少一个实施例的简化框图，逻辑组件可由图1-3的节点交换机利用来节流节点交换机的节点端口以改进公平性；以及图11是逻辑组件的至少一个实施例的简化框图，逻辑组件可由图1-3的节点交换机利用来使用信用方案实行对于节点交换机的节点端口的数据传输速率。具体实施方式尽管本公开的概念容许各种修改和备选形式，但其特定实施例已在图中通过示例被示出，并且将在本文中被详细描述。然而，应理解的是，不存在将本公开的概念限制到所公开的具体形式的意图，而是与之相反，意图是要覆盖与本公开和随附权利要求一致的所有修改、等同物和替代方案。说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一说明性实施例”等的引用指描述的实施例可包括具体特征、结构或特性，但每个实施例可包括或可不一定包括该具体特征、结构或特性。另外，此类短语不一定指同一实施例。进一步，在结合一实施例描述具体特征、结构或特性时，认为结合其它实施例(无论其是否明确被描述)来实现此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内的。另外，应领会的是，在采用“至少一个A、B和C”的形式的列表中所包括的项能够意指（A）；（B）；（C）；（A和B）；（A和C）；（B和C）；或（A、B和C）。类似地，在采用“A、B或C中至少之一”形式所列的项能够意指(A)；(B)；(C)；（A和B）；（A和C）；（B和C）；或（A、B和C）。所公开的实施例可在一些情况下在硬件、固件、软件或其任何组合中被实现。公开的实施例也可被实现为可由一个或多个处理器读取和执行的暂态或非暂态机器可读（例如，计算机可读）存储介质所携带或在其上存储的指令。机器可读存储介质可被实施为用于以机器可读的形式存储或传送信息的任何存储装置、机制或其它物理结构（例如，易失性或非易失性存储器、介质盘或其它介质装置）。在图中，一些结构或方法特征可以特定布置和/或顺序来示出。然而，应领会的是，此类特定布置和/或顺序可能不被要求。相反，在一些实施例中，此类特征可以与说明性图中所示出的方式和/或顺序不同的方式和/或顺序来布置。另外，在特定的图中包括结构或方法特征并不意在暗示在所有实施例中要求此类特征，并且在一些实施例中，此类特征可不被包括或者其可与其它特征组合。如图1中所示出的，用于管理公平性以改进网络110中吞吐量的说明性系统100包括具有经由网络10处于通信中的群组132、134的交换机集130。在说明性实施例中，每个群组132、134包括全局交换机集140和连接到全局交换机140的节点交换机集160。每个群组132、134的全局交换机140连接到其它群组134的对应全局交换机140。在群组132内的节点交换机160每个被连接到对应节点集180。节点180可被实施为有能力执行诸如进程、应用或其它任务的工作量，以及在操作中通过网络110发送和接收数据的单元（例如，分组）的任何装置。在该说明性实施例中，全局交换机140包括全局交换机142、144、146、148、150和152。类似地，节点交换机160在该说明性实施例中包括节点交换机162、164、166、168、170和172。尽管在图1中示出了六个全局交换机140和六个节点交换机160，但应理解，在其它实施例中，每个群组132、134可包括任何数量的全局交换机140和节点交换机160。在一些实施例中，全局交换机和节点交换机被合并（即，扁平化）到相同物理交换机中。在该说明性实施例中，其它群组134包括与群组132类似的拓扑。然而，在其它实施例中，其它群组134可每个只包含单个交换机（例如，在3级胖树拓扑中）。在说明性实施例中，在操作中，群组中的每个节点交换机160可检测连接到对应节点交换机160（例如，节点交换机162）的受不公平对待的节点180（例如，在经历不成比例地低数据注入速率的那些节点），并且允许那些受不公平对待的节点以非最小的方式进行路由（例如，通过比另一可用路径要求更多交换机跳的路径发送数据分组），而不考虑输出端口拥塞（例如，与各种可用路径关联的输出端口的分组队列的等待时间或充满度）。因此，节点交换机160允许那些受不公平对待的节点消耗更多网络资源（例如，更多交换机跳）来克服不公平性（例如，以更快速率将数据注入网络中）。与此相反，在提供自适应路由的典型系统中，仅在最小路径至少比非最小路径拥塞两倍时才选择非最小路径。另外，在操作中，每个节点交换机160可节流表现良好的节点180的注入速率，以增大表现差的节点180的注入速率，由此改进网络公平性而不牺牲平均吞吐量。在这种情况下，如在本文中更详细所描述的，节点交换机160跨节点交换机160的所有节点端口检测不公平性。在不公平性的聚合级别增大时，更大程度地来节流用于节点端口（例如，连接到节点180的节点交换机160的端口，区别于连接到诸如全局交换机140的其它交换机的端口）的注入速率。节流不影响已经慢的节点180，但它确实减慢执行速度高的节点。因此，执行速度慢的节点180被赋予更多网络资源，由此改进它们的性能。现在参照图2，每个节点交换机160可被实施为任何类型的计算装置，其有能力执行在本文中描述的功能，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种用于增大网络中吞吐量的节点交换机，所述节点交换机包括：计算引擎；以及耦合到所述计算引擎的通信电路系统，其中所述通信电路系统包括：用来向以及从节点传输数据的多个节点端口；以及用来向以及从其它装置传输数据的多个输出端口，其中所述计算引擎将：获得指示所述节点交换机的期望数据传输性能的期望性能数据；获得指示所述节点交换机的测量的数据传输性能的测量的性能数据；比较所述测量的性能数据和所述期望性能数据以确定所述测量的数据传输性能是否满足所述期望数据传输性能；根据所述测量的数据传输性能是否满足所述期望数据传输性能，确定是否强制数据的单元通过非最小路径到目的地；以及响应于确定强制数据的所述单元要通过非最小路径被发送，向与所述非最小路径关联的所述节点交换机的输出端口发送数据的所述单元。

【技术特征摘要】
2017.09.27 US 15/7168311.一种用于增大网络中吞吐量的节点交换机，所述节点交换机包括：计算引擎；以及耦合到所述计算引擎的通信电路系统，其中所述通信电路系统包括：用来向以及从节点传输数据的多个节点端口；以及用来向以及从其它装置传输数据的多个输出端口，其中所述计算引擎将：获得指示所述节点交换机的期望数据传输性能的期望性能数据；获得指示所述节点交换机的测量的数据传输性能的测量的性能数据；比较所述测量的性能数据和所述期望性能数据以确定所述测量的数据传输性能是否满足所述期望数据传输性能；根据所述测量的数据传输性能是否满足所述期望数据传输性能，确定是否强制数据的单元通过非最小路径到目的地；以及响应于确定强制数据的所述单元要通过非最小路径被发送，向与所述非最小路径关联的所述节点交换机的输出端口发送数据的所述单元。2.如权利要求1所述的节点交换机，其中所述计算引擎进一步将：响应于确定不强制数据的所述单元要通过非最小路径被发送，确定所述最小路径是否满足预定义的条件；以及响应于确定所述最小路径不满足所述预定义的条件，向与所述最小路径关联的所述节点交换机的输出端口发送数据的所述单元。3.如权利要求1所述的节点交换机，其中所述计算引擎进一步将：响应于确定不强制数据的所述单元要通过非最小路径被发送，确定所述最小路径是否满足预定义的条件；以及响应于确定所述最小路径确实满足所述预定义的条件，向与非最小路径关联的所述输出端口发送数据的所述单元。4.如权利要求3所述的节点交换机，其中确定所述最小路径是否满足预定义的条件包括确定所述最小路径是否比所述非最小路径拥塞至少两倍。5.如权利要求1所述的节点交换机，其中确定是否强制数据的所述单元要通过所述非最小路径被发送包括：响应于所述测量的数据传输性能不满足所述期望数据传输性能的确定，递增计数器；响应于所述测量的数据传输性能确实满足所述期望数据传输性能的确定，递减所述计数器；以及根据所述计数器，设置强制数据的所述单元要通过所述非最小路径被发送的可能性。6.如权利要求5所述的节点交换机，其中所述计算引擎进一步将：选择在零与预定义的最大数之间的随机数；响应于确定所述选择的随机数小于或等于所述计数器，确定强制数据的所述单元要通过所述非最小路径被发送；以及响应于确定所述选择的随机数大于所述选择的随机数，确定不强制数据的所述单元要通过所述非最小路径被发送。7.如权利要求1所述的节点交换机，其中获得所述期望性能数据包括获得指示所述节点交换机的一个或多个端口缓冲器的期望充满度的期望缓冲器状态数据。8.如权利要求1所述的节点交换机，其中获得所述期望性能数据包括获得指示在预定义的时间期中期望要通过所述节点交换机传输的数据的单元的数量的期望业务速率数据。9.如权利要求1所述的节点交换机，其中获得所述期望性能数据包括获得指示在预定义数量的周期中要传输的微片的期望数量和输入队列期望为空的周期的数量的期望链路潜能数据。10.如权利要求1所述的节点交换机，其中获得所述测量的性能数据包括获得指示所述节点交换机的一个或多个端口缓冲器的测量的充满度的测量的缓冲器状态数据。11.如权利要求1所述的节点交换机，其中获得所述测量的性能数据包括获得指示在预定义的时间期中期望要通过所述节点交换机传输的数据的单元的数量的测量的业务速率数据。12.如权利要求1所述的节点交换机，其中获得所述测量的性能数据包括获得指示在预定义数量的周期中被传输的微片的数量和输入队列为空的周期的数量的测量的链路潜能数据。13.一种用于增大网络中吞吐量的节点交换机，所述节点交换机包括：用于获得指示所述节点交换机的期望数据传输性能的期望性能数据的电路系统；用于获得指示所述节点交换机的测量的数据传输性能的测量的性能数据的电路系统；用于比较所述测量的性能数据和所述期望性能数据以确定所述测量的数据传输性能是否满足所述期望数据传输性能的电路系统；用于根据所述测量的数据传输性能是否满足所述期望数据传输性能，确定是否强制数据的单元通过非最小路径到目的地的部件；以及用于响应于确定强制数据的所述单元要通过非最小路径被发送，向与所述非最小路径关联的所述节点交换机的输出端口发送数据的所述单元的电路系统。14.如权利要求13所述的节点交换机，还包括：用于响应于确定不强制数据的所述单元要通过非最小路径被发送，确定所述最小路径是否满足预定义的条件的电路系统；以及用于响应于确定所述最小路径不满足所述预定义的条件，向与所述最小路径关联的所述节点交换机的输出端口发送数据的所述单元的电路系统。15.如权利要求13所述的节点交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：M弗拉斯利克，ER博尔奇，T施奈德，MA帕克，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US