[发明专利]一种信息不可知情况下的数据中心流自适应调度方法

说明书

本发明提供的一种信息不可知情况下的数据中心流自适应调度方法，在于提出一种基于时间滑动窗口的流调度方法，在不需要提前知道流的信息的前提下实现对小流和大流区分处理，并且同时减轻了降级阈值与流分布不匹配现象。本发明相比较基于数据流信息先验可知方案，不需要提前知道数据流的大小，生存期限等信息，解决了在实际环境中难以实现问题，进而实现在实际网络中，能够快速传输数量庞大的数据流，使用便捷快速，有针对的采用了时间滑动窗口结合ECN来解决多级反馈队列降级阈值与流分布不匹配问题，有效的降低了小流的流完成时间，提高了网络的性能。

技术领域

本发明涉及数据中心网络流调度领域，具体涉及一种信息不可知情况下的数据中心流自适应调度方法。

背景技术

随着互联网的飞速发展，降低网络的延时逐渐成为一个潜在的巨大问题。随着多租户数据中心以及虚拟机技术的发展，使得许多公司可以把应用无缝的移植到云端，例如网页搜索服务，社交网络，推荐系统等。这些实时交互软件在数据中心内生成大量小的对资源的请求和响应，这些请求和响应对于网络时延非常敏感。因此，降低这些小流的流完成时间，提升用户体验已经成为目前一个非常火热的研究热点。

在数据中心网络中，数据流完成时间是衡量数据中心网络传输性能的重要指标之一，很多有关流量传输的研究都是围绕降低小流的延时进行的。传统的降低小流的流完成时间的方式从大的方面可以分为基于流先验信息可知降低流完成时间和基于流先验信息不可知降低流完成时间。基于流先验信息可知的方案尝试实现理想的最短剩余处理时间调度，例如PDQ，pFabric等方案；传统的基于流先验信息不可知的方案通过保持低队列占有率来实现降低小流的流完成时间，例如DCTCP，L2DCT等方案，PIAS提出采用多级反馈队列的方式通过根据流已发送的字节数对流进行降级从而区分出大流和小流，从而模拟短作业优先调度方法。

但是，这些方案主要存在下述问题：1、对于流先验信息可知的一些方案来说，例如PDQ，pFabric等，它需要流的大小，最后期限等信息先验已知或者需要对交换机硬件进行修改。而在实际网络中，由于流的数量极其庞大而且传输速度很快，因此在实际的数据中心网络中我们很难获取到流的信息，并且很多商用交换机也并不支持硬件修改来实现我们的功能，因此这些方案在实际环境中很难部署；2、对于先验信息不可知的一些方案，例如DCTCP，L2DCT等，它们主要通过在主机端执行速率控制从而保持低队列占有率来减少流完成时间，但是这些方案在流调度方面效率很低。而对于PIAS这种采用多级反馈队列对流进行降级从而模拟短作业优先的算法来说，由于数据中心网络中流的分布会随着时空动态改变，因此会出现多级反馈队列降级阈值与数据中心网络中流分布不匹配现象。

发明内容

本发明目的在于提供一种信息不可知情况下的数据中心流自适应调度方法，解决了数据流调度方面效率低的问题，实现了在数据中心网络中对先验信息不可知流模拟短作业优先调度方法，降低了小流的流完成时间。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种信息不可知情况下的数据中心流自适应调度方法，包括如下步骤：

步骤1：发送端应用发送数据到缓冲区；

步骤2：发送端主机根据每个数据流已发送数据包的字节数与多级反馈队列降级阈值进行比较，根据比较的结果发送端主机对每个数据流待发送的数据包进行优先级标记，相同优先级的数据包按照等候在同一个优先级队列中；

步骤3：交换机端接收发送端应用发送的标记有优先级的数据包，并进行缓存，每隔设定的时间，交换机端统计各个优先级队列结束时间处于时间滑动窗口范围内的结束流的大小，并计算各个优先级队列中数据包的均值，交换机端根据均值重新调整缓冲区内的数据包的优先级；

步骤4：比较缓冲区内数据包的数目，若该数目大于交换机端口ECN标记阈值，将超出阈值的数据包打上CE标记；