网络拥塞控制方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种网络拥塞控制方法及装置。该网络拥塞控制方案是基于硬件匹配的拥塞控制方案，智能网卡在获取到待传输的流量时，可以识别该流量的算法匹配特征，并根据流量的算法匹配特征进行拥塞控制算法匹配，不同的算法匹配特征可以匹配不同的拥塞控制算法，从而可以灵活地实现基于硬件的网络拥塞控制算法的使用。的使用。的使用。

【技术实现步骤摘要】
网络拥塞控制方法及装置


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种网络拥塞控制方法及装置。

技术介绍

[0002]计算机网络中的资源是有限的。某段时间内网络中对资源的需求超过了网络中的可用部分，而导致网络性能下降的情况就是网络拥塞。需要对网络拥塞进行控制，以防止过多的数据注入到网络中。
[0003]拥塞尤其容易发生在大规模的数据交换场景中，例如数据中心中。在当前的数据中心中，很多应用使用传输控制协议(transmission control protocol，TCP)作为传输协议在网络中进行数据的传输和交换。而在TCP中，核心的就是拥塞控制，它对TCP的性能有着决定性的影响。TCP的拥塞控制算法一直在迭代更新，但TCP采用的均是基于内核实现的拥塞控制(congestion control，CC)算法。
[0004]然而，随着网络的发展，对网络带宽、延迟以及稳定性的要求比过去的互联网提升了一到两个数量级。在数据中心中，传统的基于内核实现的拥塞控制算法很难满足这么高的要求。
[0005]随着远程直接内存访问(remote direct memory access，RDMA)无损网络的出现，如图1所示，RDMA将传输协议卸载于智能网卡上，同时使用内核旁路(kernel bypass)的零拷贝技术来达到最小化系统开销的目的，极大地降低了网络延迟时间，并且释放了大量中央处理单元(central processing unit，CPU)资源，使CPU的负载几乎为零。与基于软件的传输控制协议/网络协议(transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP)网络协议栈相比，RDMA能够提供超低延迟和接近零的CPU开销，因此在数据中心网络中被广泛部署。为了与数据中心大规模使用的以太网兼容，需要基于传统的IP以太网络来承载RDMA。因此，如图2所示，在数据中心中，把RDMA传输层数据包封装在用户数据报协议(user datagram protocol，UDP)/网络协议(internet protocol，IP)数据包中，通过以太网传输，这就是RoCEv2。而不论是RDMA还是RoCEv2，一个很重要的核心就是拥塞控制算法。但是，传统的在内核中实现的基于滑动窗口的拥塞控制方案已经很难适用于RDMA网络，基于智能网卡的拥塞控制方案应运而生。
[0006]在TCP协议下，CC算法由软件实现，这允许研究人员和开发者快速设计和验证新的CC算法，所以TCP协议下可用的CC算法比较多。然而，现在绝大多数的商用RoCEv2网卡仍然仅内置了数据中心量化拥塞通知(data center quantized congestion notification，DCQCN)(或其变体)作为唯一的聚合以太网远程直接内存访问(RDMA over converged Ethernet，RoCE)拥塞控制机制，不能在有需要的时候切换到其他算法来避免DCQCN的性能缺陷。
[0007]与RoCE网卡通常仅内置一种CC算法相比，TCP协议下的多种CC算法之间，既可以互相切换，也可以互相搭配使用。例如，在Linux操作系统中，既可以全局性地切换默认的CC算法；也可以通过setsockopt函数，根据自定义条件，为不同的TCP连接配置不同的CC算法。由
于不同的应用程序有着不同的性能需求，所以，合理搭配使用不同CC算法，获得的性能很有可能超过单一使用任何一种CC算法的情况。
[0008]然而，由于TCP协议的CC算法通常由软件实现，效率受限，整体性能不高，因此，尽管TCP协议的CC算法具有足够的灵活性，却无法直接用于RoCE等依赖硬件CC算法的网络。
[0009]有鉴于此，需要提高基于硬件的网络拥塞控制算法的使用的灵活性。

技术实现思路

[0010]本申请提供一种网络拥塞控制方法及装置，以提高基于硬件的网络拥塞控制算法的使用的灵活性。
[0011]第一方面，提供了一种网络拥塞控制方法，应用于网络拥塞控制装置，所述网络拥塞控制装置包括智能网卡，所述方法包括：所述智能网卡获取待传输的至少两种流量；所述智能网卡识别所述至少两种流量的算法匹配特征；当所述智能网卡确定对所述至少两种流量中的任一种流量进行拥塞控制时，所述智能网卡确定与所述任一种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法；以及所述智能网卡采用与所述任一种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法对所述任一种流量进行拥塞控制。在该方法中，该网络拥塞控制方案是基于硬件匹配的拥塞控制方案，智能网卡在获取到待传输的流量时，可以识别该流量的算法匹配特征，并根据流量的算法匹配特征进行拥塞控制算法匹配，不同的算法匹配特征可以匹配不同的拥塞控制算法，从而可以灵活地实现基于硬件的网络拥塞控制算法的使用。
[0012]在一种可能的实现中，所述智能网卡识别所述至少两种流量的算法匹配特征，包括以下至少一种操作：所述智能网卡根据用于标识流量的特征的字段，识别所述流量的算法匹配特征，所述字段包括以下至少一种：流量类型，服务质量，服务类型，差分服务代码点DSCP；或所述智能网卡根据流量自身的特征，识别所述流量的算法匹配特征，所述流量自身的特征包括以下至少一种：所述流量中的数据量，所述流量的开始时间，所述流量的截止时间，所述流量对端的地址信息，自定义的流量特征。在该实现中，应用程序调用智能网卡进行数据收发时，可以修改特定字段从而标识流量的特征，从而智能网卡可以根据用于标识流量的特征的字段，识别流量的算法匹配特征；或者智能网卡可以根据流量自身的特征，识别流量的算法匹配特征。
[0013]在又一种可能的实现中，所述网络拥塞控制装置还包括配置工具，所述方法还包括：所述配置工具向所述智能网卡发送配置信息，所述配置信息包括至少两种流量的算法匹配特征与至少两个拥塞控制算法的匹配关系；以及所述智能网卡存储所述至少两种流量的算法匹配特征与至少两个拥塞控制算法的匹配关系。在该实现中，智能网卡可以预先配置至少两种流量的算法匹配特征与至少两个拥塞控制算法的匹配关系，存储到配置寄存器，这样，智能网卡识别出流量的算法匹配特征后，可以根据识别出的算法匹配特征，匹配相应的拥塞控制算法。
[0014]在又一种可能的实现中，所述当所述智能网卡确定对所述至少两种流量中的任一种流量进行拥塞控制时，所述智能网卡确定与所述任一种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法，包括：所述智能网卡确定对所述至少两种流量进行拥塞控制；以及所述智能网卡确定与所述至少两种流量中的每种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法。
[0015]在又一种可能的实现中，所述智能网卡确定与所述至少两种流量中的每种流量的
算法匹配特征匹配的拥塞控制算法，包括：所述至少两种流量中流量的算法匹配特征满足第一匹配条件时，所述智能网卡确定第一拥塞控制算法；以及所述至少两种流量中流量的算法匹配特征满足第二匹配条件时，所述智能网卡确定第二拥塞控制算法。在该实现中，算法匹配特征满足不同匹配条件时，匹配不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络拥塞控制方法，应用于网络拥塞控制装置，所述网络拥塞控制装置包括智能网卡，其特征在于，所述方法包括：所述智能网卡获取待传输的至少两种流量；所述智能网卡识别所述至少两种流量的算法匹配特征；当所述智能网卡确定对所述至少两种流量中的任一种流量进行拥塞控制时，所述智能网卡确定与所述任一种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法；所述智能网卡采用与所述任一种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法对所述任一种流量进行拥塞控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述智能网卡识别所述至少两种流量的算法匹配特征，包括以下至少一种操作：所述智能网卡根据用于标识流量的特征的字段，识别所述流量的算法匹配特征，所述字段包括以下至少一种：流量类型，服务质量，服务类型，差分服务代码点DSCP；或所述智能网卡根据流量自身的特征，识别所述流量的算法匹配特征，所述流量自身的特征包括以下至少一种：所述流量中的数据量，所述流量的开始时间，所述流量的截止时间，所述流量对端的地址信息，自定义的流量特征。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络拥塞控制装置还包括配置工具，所述方法还包括：所述配置工具向所述智能网卡发送配置信息，所述配置信息包括至少两种流量的算法匹配特征与至少两个拥塞控制算法的匹配关系；所述智能网卡存储所述至少两种流量的算法匹配特征与至少两个拥塞控制算法的匹配关系。4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述当所述智能网卡确定对所述至少两种流量中的任一种流量进行拥塞控制时，所述智能网卡确定与所述任一种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法，包括：所述智能网卡确定对所述至少两种流量进行拥塞控制；所述智能网卡确定与所述至少两种流量中的每种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述智能网卡确定与所述至少两种流量中的每种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法，包括：所述至少两种流量中流量的算法匹配特征满足第一匹配条件时，所述智能网卡确定第一拥塞控制算法；所述至少两种流量中流量的算法匹配特征满足第二匹配条件时，所述智能网卡确定第二拥塞控制算法。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述智能网卡确定与所述至少两种流量中的每种流量的算法匹配特征匹配的拥塞控制算法，包括：所述至少两种流量中流量的算法匹配特征满足第三匹配条件时，所述智能网卡确定第一拥塞控制算法参数；所述至少两种流量中流量的算法匹配特征满足第四匹配条件时，所述智能网卡确定第二拥塞控制算法参数。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述当所述智能网卡确定对所述至少两种流量中的任一种流量进行拥塞控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文昊，闫龙，庄艳，徐永慧，郑合文，屈向峰，孙黎阳，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：