[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中基于編碼的包散射方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810069489.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN108282402B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃家瑋;胡晉彬;呂文俊;劉敬玲;王建新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/725
• 分類號(hào): H04L12/725;H04L29/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 楊萍

1.一種數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中基于編碼的包散射方法，其特征在于，包括以下步驟：

發(fā)送端按以下步驟進(jìn)行操作：

步驟11：初始化流長(zhǎng)度閾值、短流編碼單元內(nèi)的源分組數(shù)目和最優(yōu)編碼分組數(shù)目；

步驟12：判斷當(dāng)前分組所屬流的已發(fā)送數(shù)據(jù)量是否小于流長(zhǎng)度閾值，如是則當(dāng)前分組所屬的流為短流，首先根據(jù)實(shí)時(shí)RTT計(jì)算最優(yōu)編碼分組數(shù)目，然后對(duì)當(dāng)前分組所屬短流的編碼單元內(nèi)的源分組進(jìn)行編碼，得到編碼分組，再轉(zhuǎn)步驟13；其中根據(jù)實(shí)時(shí)RTT計(jì)算最優(yōu)編碼分組數(shù)目m的公式為：

其中，表示向上取整，n_L是發(fā)送端收到的所有ACK確認(rèn)包中，對(duì)應(yīng)的RTT大于2倍平均RTT的ACK確認(rèn)包數(shù)量；其中平均RTT在發(fā)送端不斷更新，是發(fā)送端收到的所有ACK確認(rèn)包對(duì)應(yīng)的RTT的平均值，n是發(fā)送端收到的ACK確認(rèn)包的數(shù)量；

否則當(dāng)前分組所屬的流為長(zhǎng)流，設(shè)置當(dāng)前分組IP包頭的服務(wù)類型字段第7位為1，將當(dāng)前分組標(biāo)記為長(zhǎng)流分組，轉(zhuǎn)步驟13；

步驟13：發(fā)送編碼分組或長(zhǎng)流分組，并判斷是否所有分組都已發(fā)送完畢，如是則結(jié)束，否則返回步驟12；

交換機(jī)按以下步驟進(jìn)行操作：

步驟21：接收到分組后，判斷其IP包頭的服務(wù)類型字段第7位是否為1，如是則根據(jù)五元組與端口的哈希函數(shù)映射關(guān)系選擇出端口，并轉(zhuǎn)步驟22；否則隨機(jī)選擇出端口，并轉(zhuǎn)步驟22；

步驟22：依據(jù)所選擇的出端口轉(zhuǎn)發(fā)分組給接收端，并返回步驟21繼續(xù)接收新的分組；

接收端按以下步驟進(jìn)行操作：

步驟31：接收到分組后，判斷其IP包頭的服務(wù)類型字段第7位是否為1，如是則將該分組直接提交到TCP層，轉(zhuǎn)步驟32；否則對(duì)當(dāng)前擁塞窗口內(nèi)的分組進(jìn)行解碼，再將解碼出的源分組提交到TCP層，轉(zhuǎn)步驟32；

步驟32：發(fā)送ACK確認(rèn)包給發(fā)送端，返回步驟31繼續(xù)接收分組。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中基于編碼的包散射方法，其特征在于，所述步驟11包括：初始化流長(zhǎng)度閾值為100KB；初始化短流編碼單元內(nèi)的源分組數(shù)目k為1，當(dāng)短流的發(fā)送端更新該短流的TCP發(fā)送窗口大小時(shí)，將k值更新為該短流的TCP發(fā)送窗口大小；初始化最優(yōu)編碼分組數(shù)目m為1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中基于編碼的包散射方法，其特征在于，所述步驟12中：進(jìn)行編碼是指對(duì)當(dāng)前分組所屬短流編碼單元內(nèi)的k個(gè)源分組采用線性噴泉碼方法編碼為m個(gè)編碼分組，其中m≥k，編碼公式為：

其中，[c₁ c₂ ... c_m]是編碼得到的m個(gè)編碼分組構(gòu)成的矩陣，[s₁ s₂ ... s_k]是由k個(gè)源分組構(gòu)成的矩陣，G＝(g_i,j)_k×m為k×m的生成矩陣，其中g(shù)_i,j表示矩陣中第i行第j列的元素，i＝1,2,…,k，j＝1,2,…,m；定義生成矩陣G＝(g_i,j)_k×m，當(dāng)j≤k時(shí)，若i≤j，則g_i,j＝1，若i＞j，則g_i,j＝0；當(dāng)j＞k時(shí)，g_i,j＝i-1+j-k，表示為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中基于編碼的包散射方法，其特征在于，所述步驟21中：五元組與端口的哈希函數(shù)映射關(guān)系為：

pid_i＝CheckSum(sip,sp,dip,dp,pt)％N_port

其中，pid_i為出端口號(hào)，CheckSum()是校驗(yàn)和函數(shù)，sip,sp,dip,dp,pt分別表示五元組中的源IP地址、源端口、目的IP地址、目的端口和傳輸層協(xié)議，N_port為出端口的數(shù)量，％表示取模運(yùn)算。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中基于編碼的包散射方法，其特征在于，所述步驟31中，接收端對(duì)當(dāng)前擁塞窗口內(nèi)的分組進(jìn)行解碼的方法為：接收端從m個(gè)編碼分組中收到任意k個(gè)編碼分組后，利用以下解碼公式解碼得到k個(gè)源分組：

其中，[c_a1 c_a2 ... c_ak]是接收端從m個(gè)編碼分組中接收到的任意k個(gè)編碼分組構(gòu)成的矩陣，g_i,aj是發(fā)送端生成矩陣G的第aj列的第i個(gè)元素，i≤k；aj＝a1,a2,…,ak；aj≤m；當(dāng)aj≤k時(shí)，若i≤aj，則g_i,aj＝1，若i＞aj，則g_i,aj＝0；否則，當(dāng)aj＞k時(shí)，g_i,aj＝i-1+aj-k。