一种基于令牌调度的拥塞控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于令牌调度的拥塞控制方法及装置，所述方法仅需在数据接收端运行，由数据接收端根据新增流的待传输流量和现有流的剩余流量确定各流的优先级，并在每个优先级内将新增流和现有流按照剩余字节从小到大的顺序排列；对于每个优先级内较短的一定数量的流，按照流量分布关系在设定发送速率区间内确定令牌包发送速率，并依次发送至相应的数据发送端，以实现全局调度上的最短剩余时间优先，极大降低了短流时延。极大降低了短流时延。极大降低了短流时延。

【技术实现步骤摘要】
一种基于令牌调度的拥塞控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种基于令牌调度的拥塞控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着在线云服务的快速扩张，数据中心快速发展。与传统互联网以公平分配带宽给所有流量为目标不同，数据中心网络更注重降低云服务的响应时间。因此，在数据中心网络中，本领域技术人员从不同的角度进行降低流量延迟的尝试。
[0003]为了减少流完成时间(Flow Completion Time，FCT)，本领域技术人员提出了多种传输控制协议(TCP)，起初通过稍微改变书控制协议的拥塞窗口调整方法，利用一些主动队列管理技术，如ECN机制，降低了队列时延，从而使流完成时间变得比传统TCP协议的流完成时间小。部分传输控制协议在减少排队时延的同时扔保持公平分配各流的带宽，因此，由于与其他长流的带宽争用，短流的时延仍然偏高。为了进一步降低流完成时间，实现最优的平均或尾部流完成时间，一些传输协议为流分配优先级，并尝试使用一些调度策略，如最短任务优先(Shortest Job First，SJF)，最少达到服务(Least Attained Service，LAS)或最短剩余时间优先(Shortest Remaining Time First，SRTF)。
[0004]在这些调度策略中，SRTF已被证明是最小化平均FCT的最优策略，而对于减少尾部FCT来说，SRTF是近乎最优的。因此，最好是能模拟SRTF来实现最佳的平均/尾部FCT。然而，现有的一些旨在近似SRTF的传输控制协议需要一个集中式控制器来控制所有流量的发送速率和传输顺序，这会极大的限制网络规模。至于分布式传输控制协议，要么不能在现有的数据中心工作，要么只能实现局部最优的SRTF，如果数据中心的带宽超额认购率大于1:1，则不能很好地工作。
[0005]因此，亟需一种新的数据传输方法，以在现有的数据中心实现更优的SRTF。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种基于令牌调度的拥塞控制方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有的传输控制协议难以实现全局SRTF调度以及难以在现有数据中心部署的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种基于令牌调度的拥塞控制方法，用于同时在多个数据接收端运行，在每一个数据接收端，所述方法包括：
[0009]在每一个往返时间内，接收至少一个数据发送端发送的一个或多个连接请求包，各连接请求包包括相应新增流的待传输流量，根据所述待传输流量确定各新增流的优先级，所述待传输流量的越小则相应新增流的优先级成越高；
[0010]获取所述数据接收端维护的传输数据表和等待传输数据表中所有现有流的剩余流量，并根据各现有流的剩余流量确定各现有流的优先级，所述剩余流量越小则相应现有流的优先级越高；
[0011]将各新增流和各现有流按照优先级放置到相应优先级的传输数据优先级队列中，并按照所述待传输流量和所述剩余流量从小到大的顺序排列；
[0012]将每个传输数据优先级队列中的前第一数量个新增流或现有流保留并记载在所述传输数据列表中，将其余的新增流或现有流记载在所述等待传输列表中；
[0013]获取每个传输数据优先级队列中各新增流的待传输流量和各现有流的剩余流量分布关系，在设定发送速率区间内按照相同的分布关系配置各新增流和现有流的令牌包发送速率，并对所述传输数据列表中的各新增流和现有流生成令牌包；
[0014]依次将所述传输数据列表中的各新增流和现有流对应的令牌包按照相应的令牌包发送速率发送至所述数据发送端，以发起数据传输。
[0015]在一些实施例中，根据所述待传输流量确定各新增流的优先级，包括：
[0016]在设定标准时段内接收多个标准连接请求包，并记录各标准连接请求包内标准流的流量；
[0017]将各标准流按照流量从小到大的顺序排列，并划分出第二设定数量个流量区间，每个流量区间对应一个优先级，所述标准流的流量越小优先级越高，每个流量区间内包含所述标准流的数量相同；
[0018]获取各新增流的待传输流量所属的流量区间，将相应流量区间的优先级作为对应新增流的优先级。
[0019]在一些实施例中，获取所述数据接收端维护的传输数据表和等待传输数据表中所有现有流的剩余流量，并根据各现有流的剩余流量确定各现有流的优先级，包括：
[0020]获取各现有流的剩余流量所属的流量区间，将相应流量区间的优先级作为对应现有流的优先级。
[0021]在一些实施例中，根据所述待传输流量确定各新增流的优先级，还包括：
[0022]在所述数据接收端的上一个工作周期内选取多个备选时间段，所述工作周期为1天或1周；
[0023]将所述备选时间段中的多个合并为所述设定标准时间段。
[0024]在一些实施例中，根据所述待传输流量确定各新增流的优先级，还包括：
[0025]获取当前时间点，将所述工作周期中与当前时间点最接近的备选时间段作为所述设定标准时段。
[0026]在一些实施例中，获取每个传输数据优先级队列中各新增流的待传输流量和各现有流的剩余流量分布关系，在设定发送速率区间内按照相同的分布关系配置各新增流和现有流的令牌包发送速率中，第i个传输数据优先级队列中流f
i
的令牌包发送速率计算式为：
[0027][0028]其中，c为令牌发送速率的下限值，αc为令牌发送速率的上限值，α>1；t
i
为第i个传输数据优先级队列对应的流量区间的上界，t
i
‑1为第i个传输数据优先级队列对应的流量区间的下届；δ为流f
i
的剩余流量。
[0029]在一些实施例中，在瓶颈交换机限制令牌包发送总速率的条件下，各数据接收端通过对令牌包添加随机发送间隔以控制不同数据接收端之间令牌包发送速率的比值一定。
[0030]在一些实施例中，发起数据传输之后，所述传输数据表中每个传输数据优先级队列在同一时刻仅有一个正在传输的流。
[0031]另一方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
[0032]另一方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0033]本专利技术的有益效果至少是：
[0034]所述基于令牌调度的拥塞控制方法及装置中，所述方法仅需在数据接收端运行，由数据接收端根据新增流的待传输流量和现有流的剩余流量确定各流的优先级，并在每个优先级内将新增流和现有流按照剩余字节从小到大的顺序排列；对于每个优先级内较短的一定数量的流，按照流量分布关系在设定发送速率区间内确定令牌包发送速率，并依次发送至相应的数据发送端，以实现全局调度上的最短剩余时间优先，极大降低了短流时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于令牌调度的拥塞控制方法，其特征在于，用于同时在多个数据接收端运行，在每一个数据接收端，所述方法包括：在每一个往返时间内，接收至少一个数据发送端发送的一个或多个连接请求包，各连接请求包包括相应新增流的待传输流量，根据所述待传输流量确定各新增流的优先级，所述待传输流量的越小则相应新增流的优先级成越高；获取所述数据接收端维护的传输数据表和等待传输数据表中所有现有流的剩余流量，并根据各现有流的剩余流量确定各现有流的优先级，所述剩余流量越小则相应现有流的优先级越高；将各新增流和各现有流按照优先级放置到相应优先级的传输数据优先级队列中，并按照所述待传输流量和所述剩余流量从小到大的顺序排列；将每个传输数据优先级队列中的前第一数量个新增流或现有流保留并记载在所述传输数据列表中，将其余的新增流或现有流记载在所述等待传输列表中；获取每个传输数据优先级队列中各新增流的待传输流量和各现有流的剩余流量分布关系，在设定发送速率区间内按照相同的分布关系配置各新增流和现有流的令牌包发送速率，并对所述传输数据列表中的各新增流和现有流生成令牌包；依次将所述传输数据列表中的各新增流和现有流对应的令牌包按照相应的令牌包发送速率发送至所述数据发送端，以发起数据传输。2.根据权利要求1所述的基于令牌调度的拥塞控制方法，其特征在于，根据所述待传输流量确定各新增流的优先级，包括：在设定标准时段内接收多个标准连接请求包，并记录各标准连接请求包内标准流的流量；将各标准流按照流量从小到大的顺序排列，并划分出第二设定数量个流量区间，每个流量区间对应一个优先级，所述标准流的流量越小优先级越高，每个流量区间内包含所述标准流的数量相同；获取各新增流的待传输流量所属的流量区间，将相应流量区间的优先级作为对应新增流的优先级。3.根据权利要求2所述的基于令牌调度的拥塞控制方法，其特征在于，获取所述数据接收端维护的传输数据表和等待传输数据表中所有现有流的剩余流量，并根据各现有流的剩余流量确定各现有流的优先级，包括：获取各现有流的剩余流量所属的流量区间，将相应流量区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娇，石佳明，高煜轩，潘恬，黄韬，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：