[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離系統(tǒng)中擁塞控制的實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310006616.5
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103051560A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高明;肖邦志;王偉明;陳洪濤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號: H04L12/861
• 分類號: H04L12/861
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離系統(tǒng)中擁塞控制的實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

過去一直以來，人們總是為特定業(yè)務(wù)構(gòu)建特定網(wǎng)絡(luò)，又為融合新興業(yè)務(wù)不斷改造網(wǎng)絡(luò)，這使得網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)能力和用戶業(yè)務(wù)需求之間總是存在一條難以逾越的鴻溝。究其主要原因：其一網(wǎng)絡(luò)是剛性的，改造只能依靠升級和擴展，無法實現(xiàn)面向新業(yè)務(wù)的重構(gòu)；其二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（如路由器/交換機/網(wǎng)關(guān)等）是封閉的，節(jié)點的升級和擴展只能由原制造商實施，無法實現(xiàn)面向新業(yè)務(wù)的運營商級別的開放。

針對上述問題，為了擺脫傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備體系結(jié)構(gòu)的束縛，2003年IETF成立了ForCES（Forwarding?and?Control?Element?Separation,?轉(zhuǎn)發(fā)和控制件分離）工作組，專門研究開放架構(gòu)的新一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的體系結(jié)構(gòu)。

ForCES技術(shù)的關(guān)鍵點是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面分離，同時轉(zhuǎn)發(fā)面內(nèi)部資源實現(xiàn)虛擬化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，進而實現(xiàn)柔性的開放可重構(gòu)，這些特征使得網(wǎng)絡(luò)運營者可以搭積木的方式重組功能模塊，進而定制實現(xiàn)各種新業(yè)務(wù)。以上這些技術(shù)特點，使得ForCES架構(gòu)成為實現(xiàn)新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用如三網(wǎng)融合、云計算等的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備重要技術(shù)架構(gòu)。

如圖1所示，一個滿足ForCES標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)有至少一個（或多個，用于冗余備份）控制件（Control?Element,?CE）和多達幾百個轉(zhuǎn)發(fā)件（Forwarding?Element,?FE）。CE和FE間的通信通過ForCES協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來完成，這個鏈接面成為Fp參考點，F(xiàn)p參考點可以經(jīng)由一跳也可以經(jīng)由多跳網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。

ForCES協(xié)議規(guī)定了Fp參考點上傳遞的兩種消息的格式。這兩種消息是控制消息的重定向消息。控制消息是包括CE對FE控制管理內(nèi)容的消息，例如屬性的配置和查詢消息，能力和事件的上報消息。重定向消息是包含CE上所處理重定向數(shù)據(jù)包的消息。Fi/f為各個FE的對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外的網(wǎng)絡(luò)接口參考點，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)經(jīng)由此進出，并被該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)處理；Fi為同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)各個FE間相互連接接口協(xié)議，多個FE可以構(gòu)成一個分布式的轉(zhuǎn)發(fā)件網(wǎng)絡(luò)以完成復(fù)雜的轉(zhuǎn)發(fā)功能。Fr為同一ForCES網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)各個CE間的連接協(xié)議。所有CE通過一個CE管理器（CE?Manager,?CEM）來管理，所有FE通過FE管理器（FE?Manager,?FEM）來管理，CEM和FEM也相互交換管理信息。但要注意的是，CEM和FEM的管理知識一些最基本的設(shè)置管理，如給各個CE和FE分配ID號等，而對FE的全面管理是通過CE上面的軟件經(jīng)由ForCES協(xié)議完成的。CEM和FEM可以被理解成CE或FE管理用的人機接口。

如圖2所示，考慮到連接CE-FE鏈路的多樣性和復(fù)雜性，傳遞ForCES協(xié)議消息的ForCES控制接口被進一步分層為協(xié)議層PL（Protocol?Layer）和傳輸映射層TML(Transport?Mapping?Layer)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。這樣做的目的是使ForCES協(xié)議的設(shè)計能獨立于其所用的傳輸層。傳輸層可以是多樣化的，如使用基于SCTP協(xié)議、基于TCP/UDP協(xié)議甚至基于ATM網(wǎng)絡(luò)的傳輸層等。

在傳輸時，PL將ForCES協(xié)議消息交付TML。本地的TML再將該消息發(fā)送到對方的TML。在接收端，TML將此消息交付與PL。TML的存在不僅使PL軟件相對于傳輸層協(xié)議和傳輸媒介（如TCP、IP、ATM、以太網(wǎng)等）保持自己的獨立性，不會隨著傳輸層協(xié)議和傳輸媒介的改變而發(fā)生顯著改變，而且保證里PL的實現(xiàn)可移植到所有的TML。因此，TML對于CE和FE上兩個PL的通信不可或缺的。不同的傳輸層協(xié)議和傳輸媒介，就意味著TML應(yīng)該具備“映射”不同傳輸層的能力。不管傳輸層如何變化，TML總是提供相同的接口給PL。

當(dāng)前ForCES系統(tǒng)的相關(guān)研究主要集中在ForCES系統(tǒng)的具體實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)擁塞方面的內(nèi)容相對較少。然而實際的情況是，F(xiàn)orCES的CE和FE之間是典型的一對多的通信形式，所以擁塞問題無可避免，尤其是FE對CE的重定向攻擊更是繞不開的難題。目前，已有的各種ForCES擁塞解決方案，主要是通過TML自身的調(diào)度機制合理地分配帶寬，進而達到解除擁塞的目的，大量的實踐表明單獨依靠TML自身來解決擁塞問題，丟包率過高、代價過大、耗時過多，效率很低。

基于上述，本發(fā)明提供了一種基于反饋的擁塞控制方法。該方法中，通過反饋擁塞狀態(tài)，PL和TML聯(lián)動、CE和FE聯(lián)動，共同作用實現(xiàn)擁塞狀態(tài)的快速解除。

發(fā)明內(nèi)容