[发明专利]数据中心网中基于循环或重路由的数据传输方法和系统

说明书

本发明公开了一种数据中心网中基于循环或重路由的数据传输方法和系统，该方法包括交换机监听到数据包到达后，判断是否收到数据包对应预选路径的PFC警告信息；若收到了，则根据所述预选路径与其他路径的路径延时差执行循环操作或重路由；否则，基于负载均衡机制转发该数据包至所述预选路径上；其中，当交换机的入端口队列长度大于或等于PFC警告阈值，则生成PFC警告信息并发送至上游交换机。综上，本发明所述方法监测数据包所对应预选路径是否存在PFC警告，若存在，则通过循环操作或重路由来避免乱序数据包，以解决现有数据中心有损网络中的负载均衡机制工作在部署了PFC机制的数据中心无损网络中会出现严重数据包乱序的问题。

技术领域

本发明属于数据中心网络技术领域，具体涉及一种数据中心网中基于循环或重路由的数据传输方法和系统。

背景技术

现代数据中心应用程序需要低延时的可靠传输，来提升用户体验，如在线数据密集型服务和聚合以太网中的远程直接内存访问等。然而网络中即使只有一个数据包丢失，也会显著增加流完成时间，造成传输延时，影响了整体性能，因此，数据包的有序传输极为重要。

而为了防止交换机缓冲区溢出，基于优先级的流控(Priority-based FlowControl,PFC)机制被广泛部署在以太网数据中心网络中。即当入口队列长度达到PFC触发阈值时，PFC暂停帧将发送到上游设备并暂停相关的上游端口(或队列)，当入口队列长度降低到PFC阈值以后则通过PFC恢复帧恢复上游端口的数据传输。

然而，现有数据中心网络的负载均衡机制在部署了PFC的无损网络中会出现严重的数据包乱序问题，从而影响了整体的传输性能。这是因为这些负载均衡机制在选择数据包的转发路径时，无法正确并及时的感知到路径上发生了PFC暂停现象。如以本地队列长度作为选路信号的负载均衡机制，是无法感知到下游交换机上被PFC暂停的端口。而一旦所选的转发路径由于突发拥塞而被PFC暂停，该路径上的数据包将被阻塞，可能导致其他路径上未被阻塞的大序号数据包先于被阻塞的小序号数据包到达接收端，造成数据包乱序问题。

又由于由于受限于网卡上较小的内存容量，数据中心无损网络采用简单Go-back-N重传机制。在该机制中，若出现乱序，接收端网卡将丢弃乱序数据包，并通知发送端重传在最后确认的已收到的数据包之后发送的所有数据包，从而导致吞吐率严重下降，流完成时间限制增加。因此，针对PFC机制带来的数据包乱序问题，如何避免数据包乱序是提高吞吐率，有效降低流完成时间的关键性点，也是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的技术方案从PFC触发机制的角度出发，设定了PFC警告阈值，再基于PFC警告下执行循环机制或重路由机制来解决现有数据中心有损网络中的负载均衡机制工作在部署了PFC机制的数据中心无损网络中会出现严重数据包乱序的问题，进而提供一种数据中心网中基于循环或重路由的数据传输方法和系统。

具体而言，一方面，本发明所述技术方法考虑到PFC触发的条件是入口队列长度达到PFC触发阈值，从而基于入端口的队列长度巧妙地设定一个PFC警告阈值，即在PFC触发之前就向相关上游交换机发送PFC警告信息，通过预先通知机制来降低PFC机制对数据包乱序带来的影响；二方面，本发明所述技术方案中当所选路径上存在PFC警告信息后，并不是激进、盲目地更换路径，而是根据当前路径与其他路径的路径延时差来决定是继续在当前交换机上循环等待一定时间还是重路由，充分考虑到了即使遇到拥塞，激进地更换路径不一定比在当前交换机上循环等待一定时间更有益，等待一定时间也许比更换路径更能够避免数据包乱序。因此，本发明所述技术方案通过循环等待机制以及重路由机制可以更为有效的降低数据包乱序的可能性，从而实现了基于警告信息来循环或重路以解决数据包乱序问题的技术方案。

从上可知，本发明并不是通过降低或消除PFC触发来接近数据包乱序问题，而是在已有的PFC机制上增加了一个可以有效防止数据包乱序的技术方案，且该技术方案可以应用于在部署了PFC的无损网络的各类负载均衡机制中。