[发明专利]数据中心网络中集中式端网协调的TCP拥塞控制方法

说明书

本发明公开了一种数据中心网络中集中式端网协调的TCP拥塞控制方法，其包括获取其每个端口的队列长度，当端口处于拥塞状态时，根据不同拥塞等级的队列长度阈值，对端口的拥塞等级进行标记；提取处于拥塞状态的端口新入队的每个数据包的源目IP、源目TCP端口和Packet字节大小，并采用提取的信息与端口的拥塞等级生成拥塞报文；控制器接收交换机上传的拥塞报文，并根据拥塞报文对应端口的拥塞等级选取端口需要降速的调度流和降速因子；采用每个拥塞端口的调度流和降速因子生成调整报文，并通过TCP Socket通信的方式将该调整报文发送给调度流对应的主机端；主机端根据调整报文中的调度流和降速因子，调整调度流的发送速率。

技术领域

本发明涉及网络拥塞时的调整方法，具体涉及一种数据中心网络中集中式端网协调的TCP拥塞控制方法。

背景技术

随着云计算的飞速发展和互联网应用业务的大幅增加，导致了数据中心网络中流量的急剧增长，流量的增长导致了网络带宽资源的紧张，一旦链路不能满足高速的数据流，网络就将发生拥塞，出现队列累积、丢包、时延增大等现象，严重影响网络性能和用户体验。为了缓解数据中心的拥塞问题，使网络尽量满足不同特征的流量所提出的要求，数据中心网络下的拥塞控制机制成为了研究热点。

针对数据中心网络下的拥塞控制机制，目前常用专门为数据中心网络所设计的分布式拥塞控制机制，通过主动队列管理的方式改进TCP的拥塞控制算法及利用了SDN技术集中式控制的优势，由控制器根据上报的网络状态信息集中对拥塞进行决策对网络下的拥塞进行调整，这两种方法虽然都能一定程度的降低数据中心网络的拥塞程度，但是第一种机制容易引起并发、突发带来的冲突同步和路由频繁变化，而第二种需要维持和探测所有流的实时存活时间和流量大小等信息，在交换机侧还需要对TCP通告窗口值进行更新，使得交换机解析和缓存的开销较大。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的数据中心网络中集中式端网协调的TCP拥塞控制方法能够通过调整拥塞场景下的TCP流速率缓解拥塞问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种数据中心网络中集中式端网协调的TCP拥塞控制方法，其包括：

交换机获取其每个端口的队列长度，并判断端口是否处于拥塞状态；

若端口处于拥塞状态，根据不同拥塞等级的队列长度阈值，对端口的拥塞等级进行标记；

提取处于拥塞状态的端口新入队的每个数据包的源目IP、源目TCP端口和Packet字节大小，并采用提取的信息与端口的拥塞等级生成拥塞报文；

控制器接收交换机上传的拥塞报文，并根据拥塞报文对应端口的拥塞等级选取端口需要降速的调度流和降速因子；

采用每个拥塞端口的调度流和降速因子生成调整报文，并通过TCP Socket通信的方式将该调整报文发送给调度流对应的主机端；

主机端根据调整报文中的调度流和降速因子，调整调度流的发送速率：

cwnd_降＝μ×cwnd_初

其中，cwnd_降为调整后发送速率；cwnd_初为初始发送速率；μ为降速因子，0＜μ＜1。

进一步地，当所述拥塞等级包括低拥塞、中拥塞和高拥塞时，所述根据拥塞报文对应端口的拥塞等级选取需要降速的调度流进一步包括：

当拥塞报文对应端口的拥塞等级为中拥塞和高拥塞时，选取同一拥塞端口所有拥塞报文对应的流为调度流；

当拥塞报文对应端口的拥塞等级为低拥塞时，选取当前设定时间段内同一低拥塞端口的拥塞报文；