一种基于排队时延的显式拥塞控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108965151A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810981686.5(22)申请日2018.08.27(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人王芳冯丹解为斌(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人曹葆青李智(51)Int.Cl.H04L12/801(2013.01)H04L12/807(2013.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称一种基于排队时延的显式拥塞控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于排队时延的显式拥塞控制方法，包括：在当前传输轮次，发送端设置数据包的拥塞门限值与上一传输轮次ACK包的拥塞门限值相同，设置数据包的排队时延并发送数据包；交换机转发数据包，并根据数据包的拥塞门限值设置数据包的ECN拥塞标志，以及更新数据包的排队时延；接收端接收数据包，获得数据包的排队时延作为端到端排队时延以由此计算新的拥塞门限值，根据新的拥塞门限值和数据包的ECN拥塞标志对应地设置ACK包，以及将ACK包发送至发送端；发送端接收ACK包，并根据ACK包的ECN拥塞标志进行速率控制和流量调度。本发明能够动态地为数据中心网络传输方案提供精确的门限值，并为不同优先级的应用提供差异化的门限值。CN108965151ACN108965151A权利要求书1/3页1.一种基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，包括：(1)在当前传输轮次，发送端获得上一传输轮次的ACK包的拥塞门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的拥塞门限值，同时在所述数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送所述数据包；(2)所述发送端和接收端之间的一个或多个交换机转发所述数据包，并在所述数据包经过其中任意一个交换机时，由该交换机根据所述数据包的拥塞门限值设置所述数据包的ECN拥塞标志，并更新所述数据包的排队时延；(3)所述接收端接收所述数据包，并执行如下操作：获得所述数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据所述端到端排队时延计算新的拥塞门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得所述数据包的ECN拥塞标志，并在所述ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将所述ACK包发送至所述发送端；(4)所述发送端接收所述ACK包，并获得所述ACK包的ECN拥塞标志，以在所述ACK包的ECN拥塞标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制；其中，所述排队时延用于记录所述数据包当前已经历的时间；所述拥塞门限值为显式拥塞通知门限值或基于时间的显式拥塞通知门限值，用于判断网络是否拥塞。2.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，发送端在所述数据包IP头部的可选域设置排队时延的方法包括：分别获得所述数据包进入所述发送端网卡队列的时间t0en和所述数据包离开所述发送端网卡队列的时间t0de，由此计算所述数据包穿过所述发送端网卡队列的时间为：D0＝t0de-t0en；将所述数据包的排队时延设置为D0。3.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，交换机更新所述数据包的排队时延的方法包括：分别获得所述数据包进入该交换机内部队列的时间tien和所述数据包离开该交换机内部队列的时间tide，由此计算所述数据包穿过该交换机内部队列的时间为：di＝tide-tien；获得所述数据包到达该交换机时所述数据包的排队时延Di-1；计算新的排队时延为：Di＝Di-1+di，并将所述数据包的排队时延重新设置为Di，由此完成所述数据包的排队时延的更新。4.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述拥塞门限值为显式拥塞通知门限值时，所述步骤(2)中，交换机根据所述数据包的拥塞门限值设置所述数据包的ECN拥塞标志的方法包括：在所述数据包进入该交换机内部队列时，若当前队列长度大于所述拥塞门限值，则设置所述数据包的ECN拥塞标志，以显示网络拥塞；否则，不修改所述数据包的ECN拥塞标志。5.如权利要求1所述的基于排队时延的显示拥塞控制方法，其特征在于，所述拥塞门限值为显式拥塞通知门限值时，所述步骤(3)中，所述接收端根据所述端到端排队时延计算新的门限值，包括如下步骤：(31)根据链路容量的拥塞排队时延门限值T，计算单个队列的平均排队时延为：A(t)＝δ·T；2CN108965151A权利要求书2/3页(32)根据所述数据包所属应用的优先级以及所述平均排队时延Aj(t)，对应地计算优先级为j的队列的平均排队时延为：(33)根据所述端到端排队时延及所述平均排队时延Aj(t)计算所述门限值