[發(fā)明專(zhuān)利]高速互連網(wǎng)絡(luò)中的多等級(jí)擁塞控制方法、裝置、系統(tǒng)及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010456010.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111683017B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫巖;常俊勝;陸平靜;張建民;董德尊;徐金波;黎淵;歐洋;羅章;王子聰;翦杰;肖燦文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L47/12
• 分類(lèi)號(hào): H04L47/12;H04L47/11;H04L47/25
• 代理公司: 湖南兆弘專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明公開(kāi)了一種高速互連網(wǎng)絡(luò)中的多等級(jí)擁塞控制方法、裝置、系統(tǒng)及介質(zhì)，本發(fā)明方法包括高速互連網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點(diǎn)處理CNP報(bào)文的步驟，接收CNP報(bào)文并根據(jù)其攜帶的擁塞標(biāo)記的值調(diào)整發(fā)送報(bào)文的速率，其中擁塞標(biāo)記的值為數(shù)值型值、且通過(guò)交換節(jié)點(diǎn)在傳輸報(bào)文發(fā)生擁塞時(shí)累加得到。本發(fā)明通過(guò)源節(jié)點(diǎn)讀取CNP報(bào)文中攜帶的擁塞標(biāo)記的值，根據(jù)擁塞標(biāo)記的值的大小調(diào)整發(fā)送報(bào)文的速率以降低報(bào)文擁塞，且所述擁塞標(biāo)記的值為數(shù)值型值、且通過(guò)各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)在傳輸報(bào)文發(fā)生擁塞時(shí)進(jìn)行累加得到，因此能夠感知不同路徑的擁塞傳播情況和擁塞等級(jí)，可利用該信息動(dòng)態(tài)地控制報(bào)文發(fā)送速率或調(diào)整路由等，從而實(shí)現(xiàn)更精確的擁塞控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于高性能計(jì)算機(jī)的高速互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體涉及一種高速互連網(wǎng)絡(luò)中的多等級(jí)擁塞控制方法、裝置、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)

高速互連網(wǎng)絡(luò)通常采用基于信用的流控機(jī)制（如InfiniBand），具有傳輸速率高、傳輸延時(shí)低、無(wú)丟失數(shù)據(jù)包等優(yōu)勢(shì)，因此廣泛應(yīng)用于高性能計(jì)算系統(tǒng)中。然而，當(dāng)交換節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷超過(guò)最大處理能力時(shí)網(wǎng)絡(luò)擁塞將會(huì)發(fā)生，信用控制機(jī)制更容易引起擁塞傳播，從而降低網(wǎng)絡(luò)整體性能。在大規(guī)模高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，擁塞成為影響網(wǎng)絡(luò)性能的一個(gè)重要因素。

為解決擁塞問(wèn)題，在高速互連網(wǎng)絡(luò)中一般采用基于顯式擁塞通知（ExplicitCongestion?Noti?cation，ECN）的擁塞控制機(jī)制，通過(guò)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的擁塞并顯式通知給源節(jié)點(diǎn)，從而降低數(shù)據(jù)注入網(wǎng)絡(luò)的速率來(lái)防止擁塞樹(shù)的產(chǎn)生。該擁塞控制機(jī)制包括下述步驟：

1、源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的報(bào)文經(jīng)過(guò)交換節(jié)點(diǎn)時(shí)，交換節(jié)點(diǎn)判斷緩沖區(qū)占用和到下一級(jí)的信用等來(lái)進(jìn)行擁塞檢測(cè)，如果檢測(cè)到擁塞發(fā)生，就在報(bào)文頭中的相應(yīng)域進(jìn)行擁塞打標(biāo)，使得報(bào)文攜帶1位的前向顯式擁塞通知FECN（Forward?Explicit?Congestion?Noti?cation），簡(jiǎn)稱(chēng)FECN標(biāo)記。

2、當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)收到擁塞打標(biāo)的報(bào)文（攜帶前向顯式擁塞通知FECN）后，隨即產(chǎn)生擁塞通知報(bào)文（Congestion?Noti?cation?Packet，簡(jiǎn)稱(chēng)CNP報(bào)文）并發(fā)往源節(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為反向顯式擁塞通知（Backward?Explicit?Congestion?Noti?cation，BECN）；

3、源節(jié)點(diǎn)收到CNP報(bào)文后根據(jù)一定規(guī)則調(diào)整相應(yīng)端口或虛通道VC（VirtualChannel）的擁塞控制表索引CCTI（Congestion?Control?Table?Index），實(shí)現(xiàn)報(bào)文發(fā)送速率的CCTI調(diào)整及速率控制，從而達(dá)到緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞情況的目的。

該擁塞控制機(jī)制通過(guò)交換節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)及源節(jié)點(diǎn)配合的方式調(diào)整報(bào)文注入速率，能夠有效地緩解擁塞引起的網(wǎng)絡(luò)性能下降的問(wèn)題，可更好地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高公平性，降低Victim流的延時(shí)。但是，上述擁塞控制機(jī)制對(duì)所有經(jīng)過(guò)擁塞路徑的報(bào)文簡(jiǎn)單地進(jìn)行擁塞標(biāo)記，并且所有經(jīng)過(guò)擁塞路徑的報(bào)文都使用同樣的標(biāo)記方式，并沒(méi)有考慮到擁塞在交換網(wǎng)絡(luò)中的傳播情況，不能精確地區(qū)分出不同路徑上擁塞傳播的嚴(yán)重程度，因此在發(fā)送端進(jìn)行報(bào)文發(fā)送速率控制時(shí)也就不能對(duì)各種類(lèi)型的流采用不同的策略，可能造成擁塞控制的不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有高速互連網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制擁塞標(biāo)記方法比較簡(jiǎn)單，不能對(duì)網(wǎng)絡(luò)中擁塞傳播的情況進(jìn)行標(biāo)記和區(qū)別，因此無(wú)法對(duì)各種流采用不同的速率控制策略，可能造成擁塞控制不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，提供一種高速互連網(wǎng)絡(luò)中的多等級(jí)擁塞控制方法、裝置、系統(tǒng)及介質(zhì)，本發(fā)明在經(jīng)過(guò)擁塞路徑的報(bào)文中通過(guò)擴(kuò)展的擁塞標(biāo)記可記錄該路徑上的擁塞等級(jí)信息，能夠在交換網(wǎng)絡(luò)上區(qū)分出不同路徑上擁塞傳播的嚴(yán)重程度，使得發(fā)送端速率控制更加精確，實(shí)現(xiàn)的硬件代價(jià)較小，可廣泛應(yīng)用于交換芯片設(shè)計(jì)中，具有很好的推廣應(yīng)用前景。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高速互連網(wǎng)絡(luò)中的多等級(jí)擁塞控制方法，高速互連網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點(diǎn)處理CNP報(bào)文的步驟包括：

S1）接收目的節(jié)點(diǎn)回傳的CNP報(bào)文；