[發明專利]網絡中的流管理

有效

• 申請號: 201980014008.4
• 申請日: 2019-02-15
• 公開（公告）號: CN111788803B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: M·施瑪特茲;M·古薩特;A·艾安尼克里;A·梅特
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H04L49/20
• 分類號: H04L49/20;H04L47/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 吳信剛

提供了用于管理連接在網絡中的交換機中的數據流的方法和裝置。這種方法包括：監視穿過交換機的一組數據流是否符合預定的資源使用策略，并且響應于檢測到不符合數據流，鏡像該流的一組數據分組以將相應的鏡像分組發送到交換機的鏡像端口。該方法還包括使用發送到鏡像端口的鏡像分組來構造用于該不符合流的不符合通知，以及將該不符合通知發送到網絡中。資源使用策略可以被定義為使得交換機可操作以在由于不符合流而發生擁塞之前發送不符合通知。

背景技術

本發明一般涉及網絡中的流管理，并且更具體地涉及在網絡交換機中用于抑制網絡擁塞的數據流的管理。

當前的網絡交換機可以實現與控制網絡中的擁塞相關聯的各種技術。在基本水平上，交換機通常采用某種形式的AQM(主動隊列管理)系統來監視交換機緩沖器中隊列的狀態，并在必要時選擇性地丟棄數據分組。例如，如果隊列是滿的，則分組可以被丟棄，或者可以根據RED(隨機早期檢測)算法或其變體，依賴于平均隊列長度，基于概率來丟棄分組。分組丟棄導致數據丟失，或者如果丟棄的分組可以被網絡協議檢測到，則導致分組的重發，這對網絡效率具有不利的影響(協議開銷、增加的延遲和可能在網絡中的別處引起擁塞的多次發送)。交換機還可以采用在OSI(開放系統互連)模型的第2層操作的控制機制。這些鏈路級機制(例如以太網暫停幀、PFC(基于優先級的流控制)、PCIe(快速外圍組件互連)信用等)旨在控制分組在第2層鏈路上流入交換機以管理交換機中的擁塞。這些機制可以將背壓傳播到上游節點。阻塞的“熱”數據流可以防止其他“冷”流經由HOL(隊頭)阻塞前進。在極端情況下，單個熱點可能導致網絡吞吐量的全局崩潰。

一些交換機實現了在較高OSI層操作的更精細的擁塞控制方案。在啟用ECN(顯式擁塞通知)的網絡中，例如，交換機可以響應于擁塞例如經由RED方案來標記(而不是丟棄)分組，以在分組中設置標志(ECN碼點)。該標志由分組的目的節點(接收機)檢測，并被回送到源節點(發射機)，源節點然后可以例如通過減小其關于分組丟棄的擁塞窗口來抑制違規數據流。ECN和其它精細的擁塞控制機制(例如DCTCP(數據中心傳輸控制協議)和QCN(量化擁塞通知))旨在控制在其源處的數據流以在全局基礎上解決擁塞。然而，這些方案可能是復雜的并且在它們的應用中受到限制。它們需要在OSI的較高層進行處理，并且僅利用支持它們的實現的特定協議來操作。

非常希望改進用于管理網絡中的數據流的機制。

發明內容

根據本發明的至少一個實施例，提供了一種用于管理連接在網絡中的交換機中的數據流的方法。該方法包括：監視穿過交換機的一組數據流是否符合預定的資源使用策略，并且響應于檢測到不符合數據流，鏡像該流的一組數據分組以將相應的鏡像分組發送到交換機的鏡像端口。該方法還包括使用發送到鏡像端口的鏡像分組來構造用于不符合流的不符合通知，以及將該不符合通知發送到網絡中。

實施本發明的方法提供了一種優雅樸素和實用的機制，為網絡中有效的全局流控制提供了基礎。基本操作原理是協議不可知的，并且可以在任何OSI層在任何交換機中采用。此外，實施本發明的方法可以利用交換機中廣泛可用的標準功能來實現該方法的操作所需的功能。例如，鏡像功能在大多數當前交換機中是標準的。然而，與鏡像的常規使用不同，響應于檢測到不符合流而觸發鏡像功能，并且鏡像分組被用于構造被發送到網絡中的不符合通知。由于鏡像涉及創建拷貝(鏡像)分組，所以原始的被鏡像分組保留在數據流中并且繼續在網絡上。然而，不符合通知允許更廣泛的網絡根據需要進行適應以禁止不符合交換機的資源使用策略。這可以在不針對分組丟失或延遲而影響原始數據流的情況下完成。