[发明专利]无丢失网络中的拥塞控制方法

说明书

本发明提供一种无丢失网络中的拥塞控制方法，包括：若根据接收到的终端的反馈信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，则根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率；根据所述到达速率，调整发向所述终端的数据流的发送速率。本发明克服了现有技术中采用交换机逐跳流控带来的固有问题，通过采用数据流的到达速率调整发送速率，从接收端速率中感知网络的可用带宽，而不是像现有技术直接在发送速率的基础上减去一定比例，能够使得数据流稳定在满利用率、低队列额度以及极低的PFC触发状态下。

技术领域

本发明涉及网络拥塞控制技术领域，更具体地，涉及无丢失网络中的拥塞控制方法。

背景技术

为了能在数据中心以太网中实现无丢失特性，目前很多网络设备都支持基于优先级的流量控制机制PFC(priority-based flow control)。PFC将流量划分为8个优先级并监测交换机入端口上每种优先级流量的累积情况。当某一优先级流量超过给定阈值X_OFF时，交换机向上一跳发送PAUSE帧终止该优先级流量的传输；当该优先级流量在队列中的累积缓解低于另一个给定阈值X_ON时，再发送RESUME帧恢复传输。然而，PFC会导致拥塞树生成并迅速扩展，引起队头阻塞、不公平等问题。

拥塞树的生成和扩展是无丢失网络性能损失的根本原因。图1示出了一个无丢失网络的拓扑图。N*M个源端H11、…H1M、…、HN1、……、HNM同时向终端R发送数据，经过一级交换机转发，在最后一跳交换机S0处产生严重的局部拥塞，导致S0的触发PFC向上一跳交换机S1、…、SN发送PAUSE帧和RESUME帧，进而S1、…、SN只能间歇性地向S0发送数据，这使得S1、…、SN上也产生了拥塞并触发PFC向源端发送PAUSE和RESUME帧，最终源端也只能间歇性地发送数据。总之，在PFC的作用下，原本只发生在最后一跳的局部拥塞，沿着拥塞流的路径逆向生成了一棵拥塞树并迅速扩展到全网。

上述PFC的问题可以通过引入端到端的拥塞控制机制来解决，基本工作流程是：拥塞点CP(Congestion Point，位于交换机)探测拥塞，通告点NP(Notification Point，位于交换机或终端)根据拥塞探测的结果生成拥塞通告包CNP(Congestion NotificationPacket)反馈给响应点RP(Reaction Point，位于源端)，响应点根据收到的拥塞通告包调节发送速率。在图1的示例中，所有的交换机都是拥塞点，同时也可以是通告点；R是通告点；H11-HNM是响应点。在有局部拥塞发生时，QCN和DCQCN对拥塞相关的流进行减速，进而预防并控制局部拥塞的扩散。

然而，在对拥塞流进行减速时，选择一个合理的减速幅度是困难的。减速平缓会导致局部拥塞长时间得不到缓解，最终触发PFC引起拥塞扩展。在数据中心中，并发流数目巨大，并发导致在最后一跳上的拥塞十分严重，希望每条流都能快速减速。反过来，减速激进则会引起不必要的吞吐量浪费，在数据中心中，短突发流量密集，频繁的短突发流量会导致对其他流量的频繁减速，严重影响网络吞吐量。目前代表性的方法有IEEE 802.1标准化工作组定义的量化的拥塞通告机制QCN(Quantitated Congestion Notification)，以及结合显示拥塞通告机制ECN(Explicit Congestion Notification)支持三层路由网络的数据中心量化的拥塞通告机制DCQCN(Data Center QCN)。已有的拥塞控制机制在对拥塞流进行减速时，仅在当前速率上减去一定比例，对网络实际能提供的可用带宽缺少准确的估计，导致需要多次减速才能消除局部拥塞，同时导致减速过当导致吞吐量损失。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的无丢失网络中的拥塞控制方法。

根据本发明的一个方面，提供一种无丢失网络中的拥塞控制方法，包括：

若根据接收到的终端的反馈信息，获知发向所述终端的数据流处于拥塞状态，则根据所述反馈信息确定所述数据流到达所述终端的到达速率；