基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法技术

本发明专利技术涉及数据传输技术领域，且公开了基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法，包括以下步骤：S1：在接收端构建用于统计接收速率并生成精准拥塞通告数据包的流量统计系统；S2：接收端依据上述系统的统计信息，判断是否为指定的队列对生成精准拥塞通告数据包，并发送给指定发送端；S3：在发送端构建速率调整系统，流量统计系统包括队列对速率统计模块和RDMA速率统计模块，每一个RDMA网卡端口均需包含一个RDMA速率统计模块。本发明专利技术，接收端将计算出的统计速率捎带在标准拥塞通告数据包16字节保留字段中，这与现有的RoCEv2拥塞管理架构兼容，不需要数据中心交换机提供额外的检测标记功能，容易部署和扩展。容易部署和扩展。容易部署和扩展。

【技术实现步骤摘要】
基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法


[0001]本专利技术涉及数据传输
，具体为基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法。

技术介绍

[0002]传统的TCP/IP网络堆栈不满足数据中心网络对于高带宽，低时延，低CPU利用率的要求，而RDMA(Remote Direct Memory Access)技术支持本地主机对远程主机内存的直接访问，其数据访问操作仅由网卡(NIC)硬件执行，无需主机系统内核干预，这避免了额外的数据拷贝操作，因此RDMA技术具有内核旁路和零拷贝的特性，满足数据中心对于高速网络的要求。为了在现有以太网架构上部署RDMA网络，目前大型云供应商在数据中心中主要采用RoCEv2(RDMA on Converged Ethernet Version 2)技术，RoCEv2技术需要基于优先级的流量控制协议(PFC)来保证RDMA数据传输零丢包，而PFC协议会导致队头阻塞和拥塞扩散等性能问题，这些问题需要通过一个有效的拥塞控制机制来解决。
[0003]现有数据中心中商用RDMA网卡主要使用DCQCN协议作为RoCEv2拥塞控制的解决方案，该方案基于标准RoCEv2拥塞管理(RCM)框架，采用ECN(Explicit Congestion Notification)作为拥塞信号，在大规模运行时容易频繁触发PFC，导致网络整体吞吐量和平均时延不佳，而最新的RoCEv2拥塞控制方案，如HPCC，PCN等，与大部分现有数据中心RCM架构不兼容，需要交换机提供额外的检测标记功能。r/>[0004]因此，我们亟需基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供了基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法，解决了上述
技术介绍
中所提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法，包括以下步骤：
[0007]S1：在接收端构建用于统计接收速率并生成精准拥塞通告数据包的流量统计系统；
[0008]S2：接收端依据上述系统的统计信息，判断是否为指定的队列对生成精准拥塞通告数据包，并发送给指定发送端；
[0009]S3：在发送端构建速率调整系统。
[0010]优选的，流量统计系统包括队列对速率统计模块和RDMA速率统计模块。
[0011]优选的，每一个RDMA网卡端口均需包含一个RDMA速率统计模块。
[0012]优选的，队列对速率统计模块包含多个子队列对速率统计模块。
[0013]优选的，每一个活动的RDMA队列对需唯一对应一个子队列对速率统计模块。
[0014]优选的，速率调整系统对于每个活动队列对存在一个唯一对应的子速率调整模块。
[0015]优选的，子速率调整模块负责控制指定队列对的发送速率。
[0016]本专利技术提供了基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法。该基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法具备以下有益效果：
[0017](1)、本专利技术，接收端的流量统计系统能够对RDMA总和接收速率和指定队列对接收速率进行计算，而发送端可以利用这些统计速率实现更加精准的速率调整。
[0018](2)、本专利技术，发送端的速率调整只基于接收方的统计速率，没有固定的速率增量，这能够使得发送方的速率调整更加迅速准确，并且波动更小。
[0019](3)、本专利技术，接收端将计算出的统计速率捎带在标准拥塞通告数据包16字节保留字段中，这与现有的RoCEv2拥塞管理架构兼容，不需要数据中心交换机提供额外的检测标记功能，容易部署和扩展。
附图说明
[0020]图1：本专利技术的整体拥塞管理架构图；
[0021]图2：本专利技术的精准拥塞通告数据包格式示意图；
[0022]图3：本专利技术接收端流量统计系统的队列对速率统计模块流程图；
[0023]图4：本专利技术接收端流量统计系统的子队列对速率统计模块流程图；
[0024]图5：本专利技术接收端流量统计系统的RDMA速率统计模块流程图；
[0025]图6：本专利技术的发送端速率调整系统流程图；
[0026]图7：本专利技术的发送端速率调整系统的子速率调整模块流程图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0028]所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]本专利技术提供一种技术方案：基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法，包括以下步骤：
[0030]S1：在接收端构建用于统计接收速率并生成精准拥塞通告数据包的流量统计系统，流量统计系统包含队列对(Queue Pair)速率统计模块和RDMA速率统计模块，每一个RDMA网卡端口均需包含一个RDMA速率统计模块，而队列对(Queue Pair)速率统计模块包含多个子队列对速率统计模块，每一个活动的RDMA队列对需唯一对应一个子队列对速率统计模块；
[0031]1.1、如图5所示，当一个RoCEv2数据包进入接收端流量统计系统时，首先进入RDMA速率统计模块，由该模块交由队列对速率统计模块进行处理，最后再交给RDMA速率统计模块进行处理；
[0032]1.2、RDMA速率统计模块主要维护两个统计项，RDMA总字节数统计项ALL_Bytes和队列对连接数统计项Num_of_QP，所有子队列对速率统计模块均能获取上述统计项的值。当RDMA速率统计模块启动或重启时，将ALL_Bytes和Num_of_QP置0；
[0033]1.3、当一个RoCEv2数据包最后进入RDMA速率统计模块时，更新RDMA总字节数统计项ALL_Bytes＝ALL_Bytes+Pkt.Size，其中Pkt.Size为触发数据包的包大小；若该数据包为该队列对的首个数据包，则增加队列对连接数统计项Num_of_QP＝Num_of_QP+1；若该数据包为该队列对的最后一个数据包，则减少队列对连接数统计项Num_of_QP＝Num_of_QP
‑
1；
[0034]1.4、如图3所示，当一个RoCEv2数据包进入队列对速率统计模块时，首先队列对速率统计模块依据该数据包的头部信息，获取对应的源队列对编号，查找是否存在对应该源队列对编号的子队列对速率统计模块，若存在，则将该数据包传递给该子模块进行处理；若不存在，则需要针对该源队列对编号，创建一个新的子队列对速率统计模块；
[0035]1.5、如图4所示，当一个RoCEv2数据包触发创建新的子队列对速率统计模块时，需要根据该RoCEv2数据包初始化新模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：在接收端构建用于统计接收速率并生成精准拥塞通告数据包的流量统计系统；S2：接收端依据上述系统的统计信息，判断是否为指定的队列对生成精准拥塞通告数据包，并发送给指定发送端；S3：在发送端构建速率调整系统。2.根据权利要求1所述的基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法，其特征在于：流量统计系统包括队列对速率统计模块和RDMA速率统计模块。3.根据权利要求2所述的基于新型网络拥塞通告及速率调整策略的拥塞管理方法，其特征在于：每一个RDMA网卡端口均需包含一个RDMA速率统计模块。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚萍，严定宇，张硕，杨智凯，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：