第3层公平速率拥塞控制通知制造技术

包括从网络接收数据分组/向网络发送数据分组的端口的网络设备接收多个业务流的数据分组并用这些数据分组填充存储器中的队列。该网络设备周期性地更新多个业务流的公平速率，以将队列的长度收敛到参考长度。具体地，该网络设备确定队列的长度，与先前长度相比的长度变化，以及与参考长度相比的长度偏差。该网络设备检测长度变化的增加高于基于参考长度的阈值。如果该增加不高于该阈值，则该网络设备使用比例积分控制从先前公平速率导出公平速率。该网络设备在多个业务流中标识大象流，并将公平速率发送到每个大象流的源。

Layer 3 fair rate congestion control notification

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】第3层公平速率拥塞控制通知
本公开涉及网络中的数据速率反馈控制。
技术介绍
现代数据中心应用通常要求网络同时提供高吞吐量和低延迟。不幸的是，在数据中心和用于通信的网络中实现的传统传输控制协议(TCP)/互联网协议(IP)堆栈通常不能满足这些同时的要求。远程直接存储器访问(RDMA)是一种有希望应对上述挑战的技术；然而，RDMA以及数据中心中的存储网络通常依赖基于优先级的流控制(PFC)来实现无丢包网络。PFC可能会由于诸如线端(headofline)阻塞和不公平计算之类的问题而导致数据中心中所托管的应用性能较差。在IEEE802.1工作组(IEEE802.1Qau)中引入和标准化量化拥塞通知(QCN)，以解决PFC的限制。然而QCN是基于开放系统互连(OSI)第2层的技术，并且在IP路由数据中心中，其应用受到限制。行业需要一种有效且快速的响应机制来提供OSI第3层拥塞控制。附图说明图1是根据示例实施例的可以在其中实现针对第3层公平速率拥塞控制通知(L3FCN)的实施例的网络环境的框图。图2是根据示例实施例的被配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n在网络交换机或路由器处接收多个业务流的数据分组并用这些数据分组填充所述网络交换机或路由器的存储器中的队列，其中所述网络交换机或路由器具有被配置为从网络接收数据分组/向网络发送数据分组的多个端口；/n周期性地更新要应用于所述多个业务流中的业务流的公平速率，以随时间将所述队列的长度收敛到参考长度，所述更新包括：/n测量所述队列的长度，计算与先前长度相比的长度变化，以及计算与所述参考长度相比的长度偏差；/n检测所述长度变化的增加高于至少一个阈值，该至少一个阈值基于所述参考长度；以及/n如果所述增加不高于所述至少一个阈值，则使用基于可调控制参数的比例积分控制来从先前公平速率导出...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171122 US 15/820,7161.一种方法，包括：
在网络交换机或路由器处接收多个业务流的数据分组并用这些数据分组填充所述网络交换机或路由器的存储器中的队列，其中所述网络交换机或路由器具有被配置为从网络接收数据分组/向网络发送数据分组的多个端口；
周期性地更新要应用于所述多个业务流中的业务流的公平速率，以随时间将所述队列的长度收敛到参考长度，所述更新包括：
测量所述队列的长度，计算与先前长度相比的长度变化，以及计算与所述参考长度相比的长度偏差；
检测所述长度变化的增加高于至少一个阈值，该至少一个阈值基于所述参考长度；以及
如果所述增加不高于所述至少一个阈值，则使用基于可调控制参数的比例积分控制来从先前公平速率导出所述公平速率；
周期性地标识所述多个业务流中的大象流；以及
周期性地向每个大象流的源发送所述公平速率。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述增加高于所述至少一个阈值，则所述更新包括：使用乘法减小控制来将所述先前公平速率降低到所述公平速率，以相对于使用所述基于可调整控制参数的比例积分控制而加速收敛。


3.根据权利要求2所述的方法，其中：
检测所述长度变化的增加高于所述至少一个阈值包括：测试所述增加是否高于第一阈值；
如果所述增加高于所述第一阈值，则所述降低包括将所述公平速率设置为等于公平速率的预定最小速率；
如果所述增加不高于所述第一阈值，则所述检测包括：测试所述增加是否高于第二阈值，其中该第二阈值低于所述第一阈值；以及
如果所述增加高于所述第二阈值但不高于所述第一阈值，则所述降低包括：将所述公平速率设置为等于所述先前公平速率的小于1的分数。


4.根据权利要求3所述的方法，其中：
测试所述增加是否高于所述第一阈值包括：测试是否满足所述长度大于所述参考长度的倍数且所述长度变化高于所述第一阈值，其中所述第一阈值基于所述参考长度；以及
测试所述增加是否高于所述第二阈值包括：测试是否仅满足所述长度超过所述第二阈值，其中所述第二阈值基于所述参考长度。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，使用基于可调控制参数的比例积分控制来从先前公平速率导出所述公平速率包括：如果所述偏差指示所述长度小于或高于所述参考长度，则分别将所述先前公平速率增加或降低一个量以产生所述公平速率，所述量是以下项的函数：(i)第一可调控制参数与所述长度变化的乘积，以及(ii)第二可调控制参数与所述长度偏差的乘积。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述函数由下式给出：
A*(Qlen-Qref)+B*(Qlen-Qold)，其中：
Qlen是所述长度；
Qold是所述先前长度，因此(Qlen–Qold)是所述长度变化；
Qref是所述参考长度，因此(Qlen–Qref)是所述长度偏差；并且
A和B分别是所述第二可调控制参数和所述第一可调控制参数。


7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述导出还包括：根据存储到所述队列的数据分组经由所述多个端口中的一个或多个端口被从所述队列排出的已知链路速度，来对所述第一可调控制参数和所述第二可调控制参数进行调整。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述调整包括：
确定满足以下给出的表达式的最大整数N：先前公平速率<((链路速度/N)+公平速率的预定最小速率)；
计算与所述最大整数N成比例的比率除数；以及
计算所述第一可调控制参数和所述第二可调控制参数，使得每个可调控制参数与所述比率除数成反比。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，计算所述比率除数包括：
将所述比率除数设置为等于所述最大整数N除以2；
执行短队列测试，以测试所述长度与所述先前长度是否都低于所述参考长度的预定分数；
如果所述短队列测试通过：
如果所述比率除数大于或等于大于1的阈值，则通过除以大于1的整数系数来降低所述比率除数；以及
如果所述比率除数小于4，则保持所述比率除数。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：
基于每个数据分组的报头中的5元组将该数据分组归类到相应的业务流，使得源自同一源的数据分组被归类到同一业务流中，
其中，所述标识包括将如下的每个业务流标识为大象流：被归类到该业务流的数据分组的数目超过数据分组的阈值数目。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，周期性地向每个大象流的源发送所述公平速率包括针对接收到的每个数据分组进行以下操作：
确定该数据分组是否属于大象流；以及
如果该数据分组属于大象流，则在所述公平速率先前未在预定时间段内被发送给所述源的情况下，将所述公平速率发送给所述源。


12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
维护如下大象流的列表：针对这些大象流，所述发送包括发送所述公平速率的预定最小速率；
与接收所述数据分组相独立地，周期性地向所述列表上的大象流的源发送所述公平速率；以及
从所述列表中移除如下的每个大象流：针对该大象流，所述周期性地向所述列表上的大象流的源发送所述公平速率包括：将大于阈值公平速率的公平速率作为所述公平速率进行发送。


13.一种装置，包括：
多个端口，被配置为从网络接收数据分组/向网络发送数据分组；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣·潘，帕文·塔赫里，托马斯·J·埃德萨尔，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US