[发明专利]一种可编程交换网络的动态优先级拥塞控制方法

说明书

本发明公开了一种可编程交换网络的动态优先级拥塞控制方法，发送端在数据包中携带业务相关参数；经过的每台SDN可编程交换设备提取参数后计算优先级，根据不同优先级采用不同的链路速率分配原则预分配该流在下个RTT周期的链路速率；接收端在对数据包确认的同时，返回从正向链路中获得的可为该流分配的最终速率；各SDN可编程交换设备按照最终速率进行确认。本发明中业务相关数据通过数据包携带，并由传输链路上的可编程交换设备按需修改，不需额外大量增加网络中的业务量；能高效地完成多种类型业务之间的速率分配，减少链路拥塞。

技术领域

本发明涉及一种可编程交换网络的动态优先级拥塞控制方法，属于可编程交换网络的拥塞控制技术领域。

背景技术

传统的网络拥塞控制或者流量控制算法，其区分流量的方法是固定的。要么是在长短流中优先调度短流，要么是在时延敏感流和非时延敏感流中，优先调度时延敏感流，存在“优先级指标单一”的问题。实际应用中存在长流业务因尾部数据长时间得不到调度而无法进入下一个阶段的情况，即“长尾延迟”现象，从而造成资源的占用而不能释放。此外，已有算法通常考虑在发送端设置业务的优先级，由交换机根据优先级来调度。该方法存在一定的局限性，业务在本地是高优先级，在全局不一定是高优先级，即“优先级认定不合理”问题。

因此，若由发送端提供相关参数，让交换机根据本地收集的各数据流的信息，来划分不同优先级，并以此分配资源相对公平。此外，若对于长流业务的“尾部”数据，给与优先调度的机会，有利于释放缓存资源，减少长尾延迟。但传统交换设备功能固定，不具备灵活修改参数的功能，因此无法完成上述操作。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种可编程交换网络的动态优先级拥塞控制方法，通过可编程交换设备提取业务相关参数，划分优先级，并根据不同优先级采用不同的链路速率分配原则；业务相关参数通过数据包携带，并由传输链路上的可编程交换设备按需修改，不需额外大量增加网络中的业务量；该方法可高效地完成多种类型业务之间的速率分配，减少链路拥塞。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可编程交换网络的动态优先级拥塞控制方法，包括如下步骤：

步骤S1、数据包到达发送端，发送端填写相关参数，并按分配速率发送数据包；

步骤S2、各个SDN可编程交换设备接收到数据包后，提取速率控制相关参数，计算优先级P，并为该流预分配速率r_Y′，更新数据包参数并发送；

步骤S3、接收端接收到数据包后，处理该部分参数，并返回控制数据包；

步骤S4、各个SDN可编程交换设备接收到返回的控制数据包后，对预约速率进行确认，将预约速率划归到已分配速率，用于该流在下个周期的发送速率；

步骤S5、发送端接收到该控制分组后，更新端口发送速率；并根据情况，填写下一个周期的速率请求信息。

进一步地，所述步骤S1具体为：

数据包到达发送端的智能网卡模块，根据相关应用类型，设置数据包携带的参数：业务类型C、剩余分组数N、期望速率X、分配速率初始值r_Y＝X；智能网卡模块按照记录的分配速率发送数据包；

其中，数据包的首次发送，按照默认的速率基础配额R₀；此后周期按网络分配的速率r_Y发送。

进一步地，所述步骤S2中优先级P的划分方法为：

提取数据包业务类型标志位C并进行判断，若是时延敏感业务，则标记为优先级P₂；若是非时延敏感业务，则标记为优先级P₃；若剩余数据包规模N按当前申请速率少于K个RTT周期可传输完成，即N≤X×K×RTT，则认为处于短流状态，标记为优先级P₁；