[发明专利]基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障系统及方法

权利要求书

1.一种基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障系统，部署在数据中心服务器的智能网卡上，其特征在于，所述系统包括：

代理模块，用于在发送方应用与接收方应用之间建立网络连接，对发送方和接收方应用的消息进行代理转发；

资源分配模块，用于为每个网络连接分配网络带宽资源，并每隔一定时间间隔更新带宽；

资源管理模块，用于设置每个网络通信线程的总的发送窗口来控制其分配的网络带宽；

发送控制模块，用于判断I/O请求的消息类型，并收集各个应用连接中的信息，并基于该信息控制不同类型的消息的发送，其中I/O请求的消息类型是发送方应用依据应用提交请求时的数据量大小或优先级而标记的。

2.根据权利要求1所述的基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障系统，其特征在于，消息类型包括延迟敏感型消息和带宽敏感型消息，对于延迟敏感型消息，发送控制模块只测量每个消息的完成时间并进一步计算出本地的排队时延，并将该信息反馈给资源管理模块，资源管理模块通过定时器设定的时间间隔，每隔一段时间根据延迟敏感消息的反馈信息，通过相应的窗口更新算法更新带宽敏感消息所需的发送窗口。

3.根据权利要求2所述的基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障系统，其特征在于，对于带宽敏感型消息，发送控制模块通过本地发送窗口来控制带宽敏感消息的发送速率，若有可用窗口，则直接将数据发出，若无可用窗口，则将数据添加至排队队列中，当有可用窗口时再将数据发出。

4.根据权利要求2所述的基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障系统，其特征在于，窗口更新算法包括：

当带宽敏感消息和延迟敏感消息共存时，通过预设带宽敏感消息的网络吞吐设置带宽敏感消息窗口的最大值；

在初始化阶段设定延迟敏感消息的目标排队延迟，并以此作为依据来调整带宽敏感消息的发送窗口；

若当前延迟敏感消息的排队时延高于设定的目标排队时延，则通过当前排队时延与目标排队时延的关系，乘法减少带宽敏感消息的发送窗口，反之则通过当前排队时延与目标时延的关系，加法增加带宽敏感消息的发送窗口；

通过算法得出的带宽敏感型消息的发送窗口与设定的上下限窗口对比，若高于上限窗口，则将其赋值为上限窗口，若低于下限窗口，则将其赋值为下限窗口。

5.根据权利要求1所述的基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障系统，其特征在于，所述代理模块通过与发送方应用建立控制连接，基于发送方应用发送的接收端地址信息，与接收端应用建立网络数据连接，并向发送方应用维持与接收端的虚拟连接。

6.一种基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用代理模块在发送方应用与接收方应用之间建立网络连接，对发送方和接收方应用的消息进行代理转发；

利用资源分配模块为每个网络连接分配网络带宽资源，并每隔一定时间间隔更新带宽；

利用资源管理模块设置每个网络通信线程的总的发送窗口来控制其分配的网络带宽；

利用发送控制模块判断I/O请求的消息类型，并收集各个应用连接中的信息，并基于该信息控制不同类型的消息的发送，其中I/O请求的消息类型是发送方应用依据应用提交请求时的数据量大小或优先级而标记的。

7.根据权利要求6所述的基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障方法，其特征在于，消息类型包括延迟敏感型消息和带宽敏感型消息，对于延迟敏感型消息，发送控制模块只测量每个消息的完成时间并进一步计算出本地的排队时延，并将该信息反馈给资源管理模块，资源管理模块通过定时器设定的时间间隔，每隔一段时间根据延迟敏感消息的反馈信息，通过相应的窗口更新算法更新带宽敏感消息所需的发送窗口。

8.根据权利要求7所述的基于智能网卡卸载的数据中心多应用QoS保障方法，其特征在于，对于带宽敏感型消息，发送控制模块通过本地发送窗口来控制带宽敏感消息的发送速率，若有可用窗口，则直接将数据发出，若无可用窗口，则将数据添加至排队队列中，当有可用窗口时再将数据发出。