[發明專利]一種分布式通信系統主動流量控制的方法

在審

• 申請號: 201410508634.8
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104270320A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 張攀勇;彭成;季旻;苗艷超
• 申請（專利權）人: 曙光信息產業股份有限公司
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及通信系統流量控制技術，具體涉及一種分布式通信系統主動流量控制的方法。

背景技術

分布式系統中，各個模塊之間均通過交互消息協同完成分布式系統的功能，因此消息通信的性能和服務質量直接決定了分布式系統實現的服務的質量。

現有的分布式系統的通信模塊將模塊之間的通信角色分為消息發送方和消息接收方：消息發送方將應用發起的通信請求打包成發送消息，再通過網絡向消息接收方傳輸；消息接收方接收到消息之后，解析消息格式，將消息提交給上層應用處理，并將處理結果返回給消息發送方，完成一次通信操作。傳統通信系統的通信過程中，發送方一般直接將消息提交給底層通信協議棧后，協議棧控制各個節點之間的通信流量，典型的有TCP/IP協議棧實現的流量控制算法，TCP/IP協議棧中實現了基于滑動窗口的流量控制算法，這在發送方和接收方都存在。

為了保證網絡在擁塞時的性能通信網絡，硬件實現了流量控制協議。典型的有以太網的IEEE802.3x流量控制協議，能夠實現以太網端到客戶端的流量控制，當客戶端發起的通信請求超過網絡處理能力，以太網擁塞時，服務端能通過接收方的緩沖區的狀態檢測到網絡的擁塞，反向向客戶端發送PAUSE幀，通知客戶端降低通信量；客戶端收到PAUSE幀后降低或者停止通信請求，從而實現控制網絡中傳輸的數據量，減少數據包丟失的目標。

現有技術存在如下問題：

適應網絡單一：由于性能和環境的需要，分布式系統的通信網往往部署多套網絡，或者多種不同類型的網絡，如高性能Infiniband網絡或者10GB以太網。每一種網絡的性能和可靠性差異較大，現有的TCP/IP協議使用的擁塞控制算法和硬件實現的流控算法不能夠適應所有網絡。

因此，需要提供一種改進的控制系統流量的技術方案來克服流量控制模式單一、僅基于端到端的流控，不關注上層應用，不能夠適應分布式系統的通信需求的通信模式的缺陷。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種分布式通信系統主動流量控制的方法。使通信系統能夠適應多種網絡，向上層應用隱藏底層網絡流控細節，并根據不同的通信模式選擇流控方法，支持主動流量控制方法。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一種分布式通信系統主動流量控制的方法，其具體步驟如下：

(1)通信系統中網絡性能探測模塊根據網絡的狀態實時更新當前網絡的狀態信息，通信系統依據該信息進行路徑選擇；

(2)智能路徑選擇模塊根據當前網絡狀態信息，選擇傳輸消息的通信鏈路，應用層接口無需感知底層網絡和鏈路的細節；

(3)主動流量控制模塊根據當前消息發送的模式，進行消息的調度。

本發明提供的優選技術方案中，所述步驟(1)更新當前網絡狀態信息的具體步驟如下：

A.在通信系統啟動時，網絡性能探測模塊檢測并獲取節點之間每一條網絡鏈路的狀態信息；

B.以一對節點為單位，對每一個節點中的每一個網絡鏈路設置一個流控表和通信性能表；

C.節點之間通信時，發送方在發送或接收到一個消息，更新對應鏈路的流控表，并根據消息在發送方和接收方之間傳輸的時間間隔，計算出該消息在鏈路上傳輸的性能，并將該性能信息更新到鏈路對應的通信性能表中；

所述步驟A中的狀態信息包括：物理設備信息、物理網卡的硬件緩沖信息、鏈路信息、鏈路之間的通信性能信息。

本發明提供的第二優選技術方案中，所述步驟(2)選擇傳輸消息的通信鏈路的具體步驟如下：

A.應用層調用通信系統提供接口指定消息的接收方地址；

B.通信系統的智能路徑選擇模塊根據消息接收方地址，找到目標節點對應的所有鏈路

C.遍歷所有鏈路表，根據鏈路表的流控狀態和通信性能，選擇一條存在可發送，性能最高的通信鏈路

D.將消息提交到該通信鏈路，進行消息發送，同時更新該鏈路的流控狀態；

E.在消息傳輸完成之后，依據傳輸結果，更新該通信鏈路的流控狀態和通信性能。

本發明提供的第三優選技術方案中，所述步驟(3)消息調度的具體步驟如下：

A.應用層調用通信系統接口，通知通信系統將發起特殊模式的通信操作；

B.通信系統的主動流量控制模塊在接收到通信模式后，根據當前網絡狀態，將通信請求分解成多個通信請求，在通信請求中間攜帶通信模式信息，并生成消息調度請求，提交給消息調度模塊，消息調度模塊依據調度請求決定下層傳輸模塊將請求發送給接收方的時間；