[发明专利]一种网络拥塞控制方法

说明书

本发明提供了一种基于ECN和信用预约收敛的网络拥塞控制方法，在接收端，在传输数据流过程中，重复以下步骤：当网络拥塞率未达到网络拥塞阈值时，增加信用传输速率，否则，降低信用传输速率；继续判断信用丢失值与信用丢失阈值的大小，如果所述信用丢失值小于所述丢失阈值，增加信用传输速率，否则，降低信用传输速率；在交换机侧，设置队列长度阈值；如果队列长度超过阈值，则在数据包到达后立即进行标记；否则，不对所述数据包进行标记。本发明利用前向显式拥塞通知来传递实时拥塞信息并重新定义反馈控制。经过评估，结果表明本发明有效地解决了不公平的链路分配问题，即使工作负载为0.6，也不会导致缓冲区溢出，从而在很大程度上消除了超时问题。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别涉及一种基于ECN和信用预约收敛的网络拥塞控制方法。

背景技术

DCTCP在过去十年中发挥了重要作用，因为它实现了高吞吐量，同时又保证了10Gbps以下链路带宽DCN的低缓冲区占用。到目前为止，许多数据中心仍在部署DCTCP，以防止网络在繁重和突发流量情况下崩溃。来自Google 的Arjun等声明宣称它们使用DCTCP并在交换机上启用ECN并根据ECN信号修改主机协议栈，此外一些文献还将DCTCP视为在DCN中部署的最有希望的技术之一。但是，由于缓冲的商用交换机的深度较浅以及链接速度的提高(从 10Gbps到100Gbps)，为每Gbps链路速度提供的缓冲区大小正在减小。由于反应型方案的响应速度较慢，DCTCP导致带宽占用率高和不公平。这使 DCTCP陷入困境。此外，实验结果表明，当存在大量并发流时，DCTCP无法有效地处理多对一问题，并且瞬时队列长度远大于最大队列容量。所以， ExpressPass等基于信用预约的拥塞控制协议尚未部署在DCN中。要在实际的DCN中增量部署，必须对ExpressPass进行改进，使其与已经普遍部署的 DCTCP共存。

突发流量和成千上万的并发流量会在DCN中造成不可避免的拥塞，进而影响整体性能。数据中心领域开发了各种各样的传输协议来减轻网络拥塞，包括反应性和前瞻性协议。当前的DCN普遍采用在拥塞发生后进行拥塞控制的反应性方案。然而，随着规模的扩大和链路速度的增长，诸如DCTCP之类的反应式方案遇到了对拥塞响应缓慢的重大问题。相反，主动协议被设计为避免拥塞，并且它们具有无损传输，快速收敛和低缓冲区占用的优点(例如，信用保留协议)。但是实际的部署方案中，很难保证在每个服务器上一次部署一个协议。将信用保留协议逐步部署到DCN时，网络将转换为多协议状态，并面临以下基本挑战：(1)链路带宽分配不公平；(2)高缓冲区占用；(3) 重尾部延迟。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于ECN和信用预约收敛的网络拥塞控制方法，应用于接收侧，在传输数据流过程中，重复以下步骤：

当网络拥塞率未达到网络拥塞阈值时，增加信用传输速率，否则，降低信用传输速率；

继续判断信用丢失值与信用丢失阈值的大小，如果所述信用丢失值小于所述丢失阈值，增加信用传输速率，否则，降低信用传输速率；

进一步，所述当网络拥塞率未达到网络拥塞阈值时，增加信用传输速率，还包括：

判断模式转换标记值与模式转换阈值大小，如果所述模式转换标记值小于所述模式转换阈值，则进入少量发送信用模式，否则，进入过量发送信用模式。

进一步，所述进入少量发送信用模式后，增加信用传输速率使网络拥塞率逐渐接近网络拥塞阈值，同时转换标记值加1。

进一步，所述进入过量发送信用模式后还采用基于信用反馈的数据流传输。

优选的，所述增加信用传输速率后，缓慢减小当前网络传输速率。

进一步，所述降低信用传输速率后，缓慢增加当前网络传输速率。