[发明专利]管理反向队列的传输控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种管理反向队列的传输控制方法及系统，其中，该方法包括：在交换机节点配置交换机反向主动队列管理框架；在数据传输过程中，交换机识别控制包，按照先入先出策略，依次将控制包存入交换机反向主动队列管理框架的输入队列中；交换机反向主动队列管理框架根据交换机反向主动队列管理框架的输出队列、阈值和拥塞程度参数值确定数据传输状态；根据数据传输状态，确定控制包不同的出队规则，在通知发送端进行拥塞控制时，在交换机处对控制包设置显式拥塞通知标记，发送端接收到带有显式拥塞通知标记的控制包，进而控制发送窗口增量。该方法可以改善数据传输时的拥塞，提升处理效率，提高网络吞吐量。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种管理反向队列的传输控制方法及系统。

背景技术

在计算机网络中，TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)传输面临的一个关键问题是拥塞造成应用层可见的吞吐丢失。在计算机网络中由多对一业务模式引起的交换机拥塞，如数据中心网络中的交换机拥塞在拥塞中，多个发送者同时向汇聚节点发送数据，导致交换机输出队列溢出，产生严重的数据包丢失和TCP重传。

如图1所示，为交换机输入、输出队列示意图，输入队列是用于接收分组的缓冲队列，如图1中的Q_in1、Q_in2、Q_in3。输出队列是用于发送分组的缓冲队列，如图1Q_out1、Q_out2、Q_out3。一般来说，拥塞发生在输出队列中，如图1中的Q_out3所示。为解决拥塞问题，不同的研发者提出了许多基于TCP的新型传输协议。新型传输协议的建立基础为TCP发送速率的简化模型，即速率(Rate)正比于发送窗口大小(WindowSize)和往返时延(RTT，round-trip time)的比值(Rate∝WindowSize/RTT)。比较经典的策略包括DCTCP(Data Center TCP，数据中心TCP)和DCQCN(Data Center Quantized Congestion Notification，数据中心量化拥塞通知)等。DCTCP通过显式拥塞通知(ECN,Explicit Congestion Notification)检测拥塞程度，在面临拥塞时根据拥塞程度减小发送窗口。DCQCN基于远程直接内存访问(RDMA，RemoteDirect Memory Access)协议实现端到端拥塞控制方案，以较低的CPU开销实现高吞吐量和超低延迟。这些方法都基于发送端进行速率调整，然而，发送端很难准确地感知网络拥塞。NDP(Neighbor Discovery Protocol，邻居发现协议)和Homa(Homeostasis modelassessment)等协议认为，拥塞控制的目标是同时减少拥塞窗口并增加往返时延(延迟数据发送)，在拥塞情况下通过最后一跳交换机或接收端调节，使发送端提供较小的发送速率。这些方法主要通过交换机记录并传送拥塞状况，收端和发端根据拥塞情况做出调整，并没有在发生拥塞的交换机处直接采取策略，对于高带宽、低延迟、多并发的数据中心网络，在交换机处直接采取策略显然是更好的选择。

相关技术中，在交换机处采取的策略主要包括在超载交换机削减包的有效载荷(CP，Cutting Payload)，以更快将拥塞状态通知给发送者。MQ-ECN(ECN in MultiserviceMulti-queue Data Centers)设计了一个有效的解决方案来标记ECN标志，可以更有效地通知拥塞状态。在计算机网络中由多对一业务模式引起的交换机拥塞导致严重的Incast问题，造成应用层可见的吞吐丢失。但是，这些方法都不能在发生拥塞的交换机处直接调整发送速率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种管理反向队列的传输控制方法，该方法可以改善拥塞，提升处理效率，提高网络吞吐量。

本发明的另一个目的在于提出一种管理反向队列的传输控制系统。