一种基于SDN的DCQCN数据传输系统及传输方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于SDN的DCQCN数据传输系统及传输方法，数据传输系统包括若干SDN控制器、主机侧系统、智能网卡；其中，SDN控制器用于提供NETCONF协议服务，通过NETCONF协议承载智能网卡信息的上送和下发功能；智能网卡用于收集数据信息，对VxLAN信息进行设置，封装VxLAN信息，将包含CNP报文的VxLAN信息发送给源IP和目的IP；主机侧系统和SDN控制器建立NETCONF链接，获取本主机侧以及数据中心其他的智能网卡映射信息，对本主机侧智能网卡信息进行设置。本发明专利技术提出了基于SDN的控制转发分离的思想，保证关键控制报文能及时送到发送方，其次，控制通道也可以减少CNP报文转发的跳数，从而进一步缩短CNP报文从发送端到接收端时间，更加及时的做出降速响应。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SDN的DCQCN数据传输系统及传输方法
本专利技术属于智能网卡
，尤其涉及一种基于SDN的DCQCN数据传输系统及传输方法。
技术介绍
DC-QCN算法是基于数据中心TCP(DCTCP)和量化通知算法（QCN）的结合。最初的算法在SIGCOMM'15论文"CongestioncontrolforlargescaleRDMAdeployments"中提出。DC-QCN算法依赖于交换机端的ECN标记。ECN是商用数据中心交换机的普遍特点，在数据包IP头部中的差分服务域中的两个比特位用来提示拥塞。一旦交换机端出现了拥塞，这两个比特位就被置为"11"(CE)。带有ECN标记的数据包被传播到接收方的网卡上，接收方网卡创建一个CNP报文，并把它发送给ECN所标记的数据包的发送方。CNP数据包包括被标记的QP的信息。当CNP被发送方网卡收到时，它会基于相应的算法来降低指定QP的传输速率。简而言之，如果QP基于内部定时器和发送字节计数器，算法会持续的增加发送速率，一旦收到CNP包，就会对指定QP进行降速。DCQCN协议实现未考虑CNP报文达到发送方网卡的效率问题，如果CNP报文在传输过程中遭遇到拥塞，那么发送方网卡就不能及时的得到响应降速，从而在短时间内加剧拥塞恶化程度。
技术实现思路
考虑DCQCN算法中发送方网卡收到CNP报文的效率问题，本专利技术提出了基于SDN的控制转发分离的思想，保证关键控制报文能及时送到发送方，其次，控制通道也可以减少CNP报文转发的跳数，从而进一步缩短CNP报文从发送端到接收端时间，更加及时的做出降速响应。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术一种基于SDN的DCQCN数据传输系统包括若干SDN控制器、主机侧系统、智能网卡；其中，所述SDN控制器用于提供NETCONF协议服务，通过NETCONF协议承载智能网卡信息的上送和下发功能；所述智能网卡用于收集数据信息，对VxLAN信息进行设置，封装VxLAN信息，将包含CNP报文的VxLAN信息发送给源IP和目的IP；所述主机侧系统和SDN控制器建立NETCONF链接，获取本主机侧以及数据中心其他的智能网卡映射信息，对本主机侧智能网卡信息进行设置。进一步的，所述SDN控制器作为NETCONF协议服务端与主机侧系统建立NETCONF链接；所述SDN控制器收集整个数据中心内部所有主机上智能网卡的管理接口IP和数据接口IP的映射关系信息，将全量信息发给所有的智能网卡。进一步的，所述智能网卡提供API接口信息给主机侧的系统，获取该智能网卡上的管理口和数据口IP信息；当智能网卡收到了ECN标记的报文后，产生了一个CNP报文，根据CNP报文的目的IP去查找智能网卡映射表，再根据智能网卡的映射表封装VxLAN报文，从该智能网卡的管理口发送出去；当智能网卡的管理口收到了VxLAN报文，解析CNP报文，进行相应的QP队列降速操作。更进一步的，所述主机侧系统作为NETCONF客户端，和SDN控制器建立NETCONF链接，所述主机侧系统包含本主机侧智能网卡，在所述主机侧智能网卡中包含映射信息、数据中心其他智能网卡映射信息；利用智能网卡的API接口收集获取到本机侧智能网卡的映射信息；从SDN控制器获取到数据中心其他智能网卡的信息，然后通过智能网卡的API接口将其他智能网卡的信息设置到本主机侧智能网上生效。本专利技术还提供基于上述一种基于SDN的DCQCN数据传输系统的传输方法，所述传输方法包括以下步骤：步骤一，数据中心两个智能网卡之间的报文传输由一个智能网卡发出RoCEv2的UDP报文，经过数据中心交换机的转发，发送到目的端数据中心另外一个智能网卡上，当数据报文在传输过程中发生了拥塞，即在交换机上该数据报文被置上了ECN标记；步骤二，接收方智能网卡收到打上ECN标记的报文，立即触发智能网卡内部生成CNP报文，CNP报文的源目的地址就是ECN标记报文的目的地址和源地址；所述CNP报文生成后，智能网卡进行VxLAN报文封装操作，VxLAN的目的地址根据CNP报文的目的地址，查找本数据中心所有智能网卡的映射表，找到对应的智能网卡的管理口地址作为VxLAN报文的目的地址，VxLAN报文的源地址采用本智能网卡的管理口IP地址，完成VxLAN报文封装后，从本智能网卡的管理口发送出去；步骤三，VxLAN报文经过数据中心的管理网络传输到发送方智能网卡；步骤四，发送方智能网卡接收到VxLAN报文，进行合法性校验，对的合法的VxLAN报文进行VxLAN报文解封装操作，获取到CNP报文，同时对CNP报文进行合法性校验；步骤五，经过合法性校验的CNP报文，进行CNP报文的解析操作，对相应的QP队列进行降速操作。进一步的，所述步骤二中提到的从本智能网卡的管理口发送出去，具体包括以下步骤：步骤2.1，在主机侧系统根据配置命令主动和SDN控制器建立NETCONF链接；步骤2.2，配置智能网卡的管理口、数据口IP地址信息，并在智能网卡上生效；步骤2.3，通过智能网卡提供的API接口获取本机侧智能网卡的管理口、数据口IP地址的信息内容，通过NETCONF通道发送给SDN控制器；步骤2.4，SDN控制器通过NETCONF通道获取到相应的主机侧智能网卡的关键信息，并汇总本地存储；步骤2.5，SDN控制器将收集到的本数据中心的所有主机侧智能网卡信息通过NETCONF通道发送给所有主机侧系统；步骤2.6，主机侧系统通过NETCONF通道接收到本数据中心其他智能网卡信息，并通过本机侧智能网卡的API接口设置到本机侧智能网卡上记录生效。本专利技术实施的技术方案带来的有益效果至少包括：本专利技术的优势在于将SDN的思想和数据中心的DCQCN拥塞算法相结合，将智能网卡作为一个节点纳入SDN控制的管控范围之内，将DCQCN的CNP报文通过VxLAN封装在数据中心的管理网络中传输，从而保证类似CNP这种关键的控制类报文和大吞吐的数据报文分开传输，保证关键CNP报文不会因为数据通道的拥塞而丢弃或者延时。另外CNP报文经过管理网络传输保证传输的跳数都是两跳即可送到目的智能网卡，提高了CNP响应的时间效率，从而进一步提高数据中心拥塞控制的质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术基于SDN的DCQCN数据传输系统的网络拓扑图；图2为智能网卡信息上报和下发业务流程图；图3为CNP报文经过管理网络转发业务流程图；图4为本专利技术基于SDN的DCQCN数据传输系统运作流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图对本专利技术的实施方式做进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SDN的DCQCN数据传输系统，其特征在于，所述数据传输系统包括若干SDN控制器、主机侧系统、智能网卡；其中，/n所述SDN控制器用于提供NETCONF协议服务，通过NETCONF协议承载智能网卡信息的上送和下发功能；/n所述智能网卡用于收集数据信息，对VxLAN信息进行设置，封装VxLAN信息，将包含CNP报文的VxLAN信息发送给源IP和目的IP；/n所述主机侧系统和SDN控制器建立NETCONF链接，获取本主机侧以及数据中心其他的智能网卡映射信息，对本主机侧智能网卡信息进行设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于SDN的DCQCN数据传输系统，其特征在于，所述数据传输系统包括若干SDN控制器、主机侧系统、智能网卡；其中，
所述SDN控制器用于提供NETCONF协议服务，通过NETCONF协议承载智能网卡信息的上送和下发功能；
所述智能网卡用于收集数据信息，对VxLAN信息进行设置，封装VxLAN信息，将包含CNP报文的VxLAN信息发送给源IP和目的IP；
所述主机侧系统和SDN控制器建立NETCONF链接，获取本主机侧以及数据中心其他的智能网卡映射信息，对本主机侧智能网卡信息进行设置。


2.根据权利要求1所述的一种基于SDN的DCQCN数据传输系统，其特征在于，所述SDN控制器作为NETCONF协议服务端与主机侧系统建立NETCONF链接；
所述SDN控制器收集整个数据中心内部所有主机上智能网卡的管理接口IP和数据接口IP的映射关系信息，将全量信息发给所有的智能网卡。


3.根据权利要求1所述的一种基于SDN的DCQCN数据传输系统，其特征在于，所述智能网卡提供API接口信息给主机侧的系统，获取该智能网卡上的管理口和数据口IP信息；当智能网卡收到了ECN标记的报文后，产生了一个CNP报文，根据CNP报文的目的IP去查找智能网卡映射表，再根据智能网卡的映射表封装VxLAN报文，从该智能网卡的管理口发送出去；
当智能网卡的管理口收到了VxLAN报文，解析CNP报文，进行相应的QP队列降速操作。


4.根据权利要求1所述的一种基于SDN的DCQCN数据传输系统，其特征在于，所述主机侧系统作为NETCONF客户端，和SDN控制器建立NETCONF链接，所述主机侧系统包含本主机侧智能网卡，在所述主机侧智能网卡中包含映射信息、数据中心其他智能网卡映射信息；利用智能网卡的API接口收集获取到本机侧智能网卡的映射信息；从SDN控制器获取到数据中心其他智能网卡的信息，然后通过智能网卡的API接口将其他智能网卡的信息设置到本主机侧智能网上生效。


5.基于权利要求1所述的一种基于SDN的DCQCN数据传输系统的传输方法，其特征在于，所述传输方法包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华兴，汪硕，黄韬，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：江苏;32