[发明专利]一种服务器瞬间拥塞控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络安全检测和控制领域，更具体地，涉及对服务器瞬间拥塞(Flash crowd)的控制。

背景技术

Web服务器是互联网重要的组成部分，对服务器的过载控制一直是众多网站关注的问题。瞬间拥塞是指大量用户同时访问服务器，导致访问请求超过服务器处理能力，用户提交的请求无法顺利完成，服务器性能大幅度下降甚至崩溃的现象。瞬间拥塞往往伴随着自然灾害(如地震)或突发事件(如恐怖袭击)发生，无法准确地预测发生时间。另一方面，瞬间拥塞具有突发流量大的特点，当其发生时，访问请求量往往达到正常情况下的数十倍甚至数百倍。目前，对瞬间拥塞的控制方法主要包括请求(request)级别的控制策略、基于PID方法的会话(session)级别的控制策略、基于资源消耗预测的控制策略等3类方法。

(1)请求级别的控制策略，其主要利用返回会话的返回速率作为检测和控制的参数，进行请求级别的控制。该类方法的缺点是忽略了对用户会话完整性的保护，导致大量的会话半途而废。

(2)基于PID方法的会话级别的控制策略，其基于经典反馈控制策略PID方法，利用请求返回时延作为检测和控制的参数，采取一旦开始服务就完成的策略，进行会话的准入控制。该类方法的缺点是容易导致服务器负载振荡，造成大量数据包重传。

(3)基于资源消耗预测的控制策略，其根据服务器的处理能力，采取了基于测量(measurement-based)的准入控制，根据请求的执行情况，在线估计请求的资源消耗，来决定一个请求或者会话是否准入。该类方法的缺点是需要对资源消耗进行长时间学习，预测通常不够准确，同时需要部署在服务器内部，在过载时极大地消耗了服务器的计算能力，进一步加重了服务器的处理负担。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种服务器瞬间拥塞控制方法，其能够保护会话完整性，避免因服务器负载振荡而导致的大量数据包重传，同时无需学习或训练，且计算开销小。

根据本发明一个方面，提供了一种服务器瞬间拥塞控制方法，其中的控制状态包括第一状态、第二状态和第三状态，

其中所述第一状态中，根据数据包的平均请求返回时延以及是否来自未开始服务的会话来确定丢弃还是转发数据包；

所述第二状态中，根据当前时隙是否已满、当前时隙内请求转发数、数据包的平均请求返回时延和是否来自未开始服务的会话来确定丢弃还是转发数据包；

所述第三状态中，根据是否来自未开始服务的会话、当前时间距上一个会话开始时间间隔、当前时隙是否已满和数据包的平均请求返回时延来确定丢弃还是转发数据包；

其中初始状态为第一状态，

所述方法包括：

1)接收数据包，根据当前控制状态对数据包进行丢弃或转发；其中初始状态为第一状态

2)比较数据包的平均请求返回时延与检测阈值，根据比较的结果进行控制状态转变或者保持原有状态，其中：

当数据包的平均请求返回时延大于或等于检测阈值时，从所述第一状态转为第二状态或从所述第二状态转为第三状态，

当当前时间与上一个会话之间的时间间隔大于会话准入时间间隔、数据包的平均请求返回时延小于或等于检测阈值且当前请求到达数小于请求转发上限时，所述第三状态转为第一状态。

上述方法中，所述第一状态中的数据包的平均请求返回时延是数据包在滑动窗口内的平均请求返回时延。

上述方法中，根据所述第一状态对数据包进行丢弃或转发进一步包括：

10)对于当前滑动窗口未满的情况，转发数据包；

11)对于当前滑动窗口已满的情况，计算当前滑动窗口内的平均请求返回时延；

12)对于平均请求返回时延小于检测阈值的情况，移动当前滑动窗口，记录请求到达时间，转发请求；

13)对于平均请求返回时延大于或等于检测阈值的情况，转发来自已开始服务的数据包，丢弃来自未开始服务的会话的数据包。

上述方法中，根据所述第二状态对数据包进行丢弃或转发进一步包括：

20)判断当前时隙是否已满，对于未满的情况，转步骤21)，否则转步骤22)；

21)如果当前时隙内请求转发数小于请求转发上限，则转发来自已开始服务的数据包，否则丢弃数据包；

22)判断当前时隙内平均请求返回时延是否小于检测阈值；

23)对于小于检测阈值的情况，如果当前时隙内请求转发数小于请求转发上限，则转发来自已开始服务的数据包，否则丢弃数据包；