[发明专利]数据发送方法、装置、设备及介质

说明书

本发明实施例提供一种数据发送方法、装置、设备及介质。该方法包括：确定一个流集合中每一簇TCP流的总个数；其中，每一簇TCP流是指来自同一输入端口的TCP流；一个流集合内的TCP流竞争同一输出端口；将流集合中的TCP流分组；其中，每一簇TCP流在每一个分组内的个数根据该簇TCP流的总个数确定；针对各个分组，依次在每一个发送周期将其中一个分组内的TCP流设置为活跃；在每一个发送周期内，对设置为活跃的TCP流进行调度。本发明实施例提供的数据发送方法能够提升TCP公平性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据发送方法、装置、设备及介质。

背景技术

TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)技术不断发展，关于其公平性问题的研究也没间断。最初，学者认为两条TCP流的吞吐量在RTT(往返时延)不等时，表现出不对等的现象。随后，Lee J等学者在文献中指出了TCP同步和突发背景流量会产生不公平性，其表现是TCP的吞吐量和RTT的平方成反比甚至更多。Molnr S等学者指出了处于竞争中的高速TCP流的短暂动态特性会如何影响长期的公平性。

Prakash Pawan等学者指出在数据中心网络中有这样的问题：如果两组TCP流，其中一组有比较多的数量而另一组数量较少，它们同时到达交换机的输入端口并且竞争同一个输出端口，那么前者会比后者有更高的平均吞吐量而和RTT是否相等无关。

在这之后，关于该问题的研究分为了两大类进行：1、对TCP公平性问题进行理论分析和建模；2、提出TCP公平性问题的相应解决方案。

理论分析与建模的相关工作：关于数据中心网络场景中的TCP公平性问题的分析和建模工作主要是由Prakash Pawan等学者完成的。他们尝试了从两个方面对这种问题进行了解释：第一，端口管制现象；第二，对同一TCP流集合中的数据包进行假设其充分混合。

解决方案：根据Prakash Pawan等学者的分析研究，在数据中心网络中，当含有不同量的TCP流的两个集合同时到达某一个交换机不同的输入端口，并且对同一个输出端口进行竞争，此时会产生网络拥塞，导致交换机丢弃这两流集合中数据包。因为数据包的丢失产生的影响是不一样的，所以导致TCP公平性问题出现。针对这种现象出现了两中解决思路：第一，保持两集合中流数量的一致性；第二；控制网络拥塞程度，从而减少丢包。

由Prakash Pawan等学者完成的理论分析和建模工作也存在一些不足：该工作是基于假设同一流集合中的数据包是充分混合的。第二，其工作只定性分析了TCP公平性问题，缺少定量分析和数值模型来表达TCP公平性和网络环境，流量特征的关系。

根据Prakash Pawan等学者提出的解决方案，等长路由是保持两集合中流数量的一致性的解决方案。其思想是把所有发送端的TCP流都预处理一下，即先让流路由到顶层的核心交换机，再由核心交换机路由到接收端。这样可以使所有TCP流都有相同长度的路径(具有相同的RTT)，接收端则使用共享链路。这样使得不同的TCP数据流都在共享链路上混合充分，丢包则对所有的TCP流影响是一致的。然而等长路由的缺点也比较大：第一，必须要指定的拓扑网络结构；第二，资源开销会比较大。

对于控制网络拥塞的解决方案，Prakash Pawan等学者提出使用TCPPacing的方法平滑数据包到达交换机的时间间隔。以达到减少突发流量的出现从而避免大量的数据包丢失的情况情况。这样的方法有SAB和DCTCP等，它们能够一定程度的保证TCP的公平性，但是不能高效的保证公平性。这是因为这类方法的设计目的主要是提高网络带宽利用率，在多组流进行端口竞争的时候只能保证整体较少的丢包，无法保证每条流的公平性。此外，传统的基于交换机的队列调度算法如SFQ、RED、PI等，通过调整网络拥塞程度，在某些场景下能够保证TCP流的公平性，但是此类方法无法适应数据中心网络中特殊的网络拓扑和网络环境，它们的效果也非常有限。