[发明专利]一种高速互连网络中低开销的拥塞控制方法

说明书

本发明公开了一种高速互连网络中低开销的拥塞控制方法，本发明在目的节点动态发送CNP报文时根据目的节点的CNP报文回传路径的拥堵状况选择指定的将多个FECN标记产生一个CNP报文的方式控制CNP报文的产生方式并在CNP报文中附加CNP报文产生方式信息，以便源节点还原出发送网络路径中FECN标记数量。本发明能够在不显著降低拥塞控制的反应速度和精度的前提下，根据网络状态动态调整拥塞通知报文的数量，显著降低现有拥塞控制机制的开销，避免产生新的拥塞问题，在拥塞控制开销和精度方面实现较好的平衡。本发明可广泛应用于交换芯片设计中，具有很好的推广应用前景。

技术领域

本发明涉及高性能计算技术领域，具体涉及一种高速互连网络中低开销的拥塞控制方法。

背景技术

高速互连网络通常采用基于信用的流控机制（如InfiniBand），具有传输速率高、传输延时低、无丢失数据包等优势，因此广泛应用于高性能计算系统中。然而，当交换节点或目的节点的负荷超过最大处理能力时网络拥塞将会发生，信用控制机制更容易引起拥塞传播，从而降低网络整体性能。在大规模高速网络系统中，拥塞成为影响网络性能的一个重要因素。

为解决拥塞问题，在高速互连网络中一般采用基于显式拥塞通知（ExplicitCongestion Notification，ECN）的拥塞控制机制，通过检测网络中的拥塞并显式通知给源节点，从而降低数据注入网络的速率来防止拥塞树的产生。

如图1所示，该拥塞控制机制包括下述步骤：1、源节点发出的报文经过交换节点时，交换节点判断缓冲区占用和到下一级的信用等来进行拥塞检测，如果检测到拥塞发生，就在报文头中的相应域进行拥塞打标，使得报文携带前向显式拥塞通知FECN（ForwardExplicit Congestion Notification），简称FECN标记。2、当目的节点收到拥塞打标的报文（携带前向显式拥塞通知FECN）后，随即产生拥塞通知报文（Congestion NotificationPacket，简称CNP报文）并发往源节点，称为反向显式拥塞通知（Backward ExplicitCongestion Notification，BECN）；3、源节点收到CNP报文后根据一定规则调整相应端口或虚通道VC（Virtual Channel）的拥塞控制表索引CCTI（Congestion Control TableIndex），实现报文发送速率的CCTI调整及速率控制，从而达到缓解网络拥塞情况的目的。

该拥塞控制机制通过交换节点、目的节点及源节点配合的方式调整报文注入速率，能够有效地缓解拥塞引起的网络性能下降的问题，可更好地利用网络带宽，提高公平性，降低Victim流的延时。但是，上述拥塞控制机制也存在一些不足：如果网络中存在较严重的拥塞，将会产生大量的CNP报文，这些CNP报文从目的节点发送到源节点，如果该路径中本身流量就较大，可能会引起新的拥塞问题。当网络在一定的拥塞程度时，CNP报文越多，源节点速率调整的反馈速度越快，调节精度越高。但是，如果仅仅简单地减少CNP报文的数量，又将会降低拥塞控制的反应速度和精度，影响控制效果。因此，如何在拥塞反馈速度、拥塞控制反应速度和精度二者之间较好地平衡，已经成为一项亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有高速互连网络拥塞控制机制中拥塞通知报文占用网络资源过多、开销较大、可能引起新的拥塞问题的缺点，提供一种高速互连网络中低开销的拥塞控制方法，本发明能够在不显著降低拥塞控制的反应速度和精度的前提下，根据网络状态动态调整拥塞通知报文的数量，显著降低现有拥塞控制机制的开销，避免产生新的拥塞问题，在拥塞控制开销和精度方面实现较好的平衡。本发明可广泛应用于交换芯片设计中，具有很好的推广应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高速互连网络中低开销的拥塞控制方法，包括目的节点回传CNP报文的步骤，详细实施步骤包括：

1）收到来自源节点的带有FECN标记的报文；