[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)的傳輸方法和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611247586.7
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN108259383B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔令濤;朱夏;周軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京華為數(shù)字技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/865
• 分類號(hào): H04L12/865;H04L12/863;H04L12/825;H04L12/851
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

本發(fā)明公開一種數(shù)據(jù)的傳輸方法和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在多隊(duì)列情況下滿足數(shù)據(jù)包對(duì)時(shí)延和吞吐率的要求。首先接收數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)送的第一數(shù)據(jù)包；根據(jù)第一數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類型確定第一數(shù)據(jù)包進(jìn)入N個(gè)隊(duì)列中的第一隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度，N個(gè)隊(duì)列用于傳輸攜帶有顯式擁塞信號(hào)的數(shù)據(jù)包，N個(gè)隊(duì)列分別對(duì)應(yīng)于不同的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)根據(jù)Latency和Throughput確定；第一數(shù)據(jù)包進(jìn)入第一隊(duì)列時(shí)，當(dāng)?shù)谝魂?duì)列的已使用長度超過第一隊(duì)列對(duì)應(yīng)的標(biāo)記閾值時(shí)，在第一數(shù)據(jù)包中攜帶的顯式擁塞信號(hào)上添加擁塞標(biāo)記得到第二數(shù)據(jù)包；按照第一隊(duì)列對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)調(diào)度第一隊(duì)列向數(shù)據(jù)接收端發(fā)送第二數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)接收端在接收到第二數(shù)據(jù)包之后向數(shù)據(jù)發(fā)送端發(fā)送攜帶擁塞標(biāo)記的響應(yīng)消息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)的傳輸方法和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中存在多種新興的業(yè)務(wù)，而這些業(yè)務(wù)良好體驗(yàn)的背后是對(duì)吞吐(Throughput)和時(shí)延(Latency)的要求，因而網(wǎng)絡(luò)需要能夠同時(shí)支持不同業(yè)務(wù)對(duì)吞吐和時(shí)延的不同需求。

然而實(shí)際的情況是，對(duì)于目前以傳輸控制協(xié)議(Transmission ControlProtocol，TCP)為主要傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，在帶寬和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟讯ǖ那闆r下，為了支持并發(fā)和減少丟包需要使用隊(duì)列，而TCP自身的特性又使得在隊(duì)列存在的情況下很難同時(shí)保證高吞吐和低時(shí)延，這是由于TCP協(xié)議如下的行為特點(diǎn)決定的：TCP在無法感知網(wǎng)絡(luò)性能上限的情況下，一步一步的逼近上限，即TCP存在上探式(probing)的窗口增加，同時(shí)發(fā)包具有突發(fā)(Burst)的特點(diǎn)；TCP對(duì)于鏈路、隊(duì)列狀況無感知，盲目的增加發(fā)送窗口會(huì)導(dǎo)致?lián)砣霈F(xiàn)丟包；僅使用丟包作為擁塞信號(hào)進(jìn)行窗口調(diào)節(jié)，使得時(shí)延增加；丟包時(shí)發(fā)送窗口急劇變化，窗口恢復(fù)緩慢，帶寬利用率低。

接下來分析在帶寬和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟讯ǖ那闆r下目前的TCP為什么難以同時(shí)滿足高吞吐和低時(shí)延。Throughput定義為端到端的最大發(fā)送速率，雖然和帶寬成正比，但是最終的決定因素來源于TCP發(fā)送窗口的調(diào)節(jié)，在帶寬已定、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟讯ǖ那闆r下，Throughput和丟包率成反比，所以提高Throughput需要降低丟包率，這樣就需要較深的緩沖區(qū)，因?yàn)樯罹彌_區(qū)對(duì)于Burst的容忍性也越好，因而可以防止突發(fā)丟包。

Latency定義為一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送出去到被接收的時(shí)間，它的組成可以包括：傳播時(shí)延、轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延。其中排隊(duì)時(shí)延在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的時(shí)候，達(dá)到數(shù)百毫秒，這是時(shí)延的主要部分也是最難受控的部分，而且Buffer越大時(shí)延也越大，所以為了降低時(shí)延，需要減少Buffer的深度，因而需要淺Buffer。這就造成了提高Throughput需要深buffer，而降低時(shí)延需要淺buffer的困境。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)中由于buffer的存在高吞吐和低時(shí)延是無法同時(shí)滿足的。另外，現(xiàn)有技術(shù)中目前通常針對(duì)單個(gè)隊(duì)列進(jìn)行優(yōu)化管理，例如采用Reno方案進(jìn)行管理，這種方案會(huì)盲目的根據(jù)丟包進(jìn)行大比例的減少發(fā)送窗口，導(dǎo)致吞吐率劇烈抖動(dòng)。而在路由器，商業(yè)交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，一般會(huì)有4-8個(gè)隊(duì)列，而在多隊(duì)列的情況下，多個(gè)隊(duì)列還是需要共享一個(gè)端口，若仍按照單個(gè)隊(duì)列的方式共享端口的轉(zhuǎn)發(fā)能力會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)性能不足，隊(duì)列產(chǎn)生擁擠，時(shí)延增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)的傳輸方法和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)多隊(duì)列情況下滿足數(shù)據(jù)包對(duì)時(shí)延和吞吐率的要求。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供以下技術(shù)方案：