[發(fā)明專利]一種可編程交換網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)優(yōu)先級擁塞控制方法

在審

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• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113079107A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高雅;肖穎;刁春娟
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H04L12/825
• 分類號: H04L12/825;H04L12/855
• 代理公司: 南京聚匠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32339
• 代理人: 劉囝

本發(fā)明公開了一種可編程交換網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)優(yōu)先級擁塞控制方法，發(fā)送端在數(shù)據(jù)包中攜帶業(yè)務(wù)相關(guān)參數(shù)；經(jīng)過的每臺SDN可編程交換設(shè)備提取參數(shù)后計算優(yōu)先級，根據(jù)不同優(yōu)先級采用不同的鏈路速率分配原則預(yù)分配該流在下個RTT周期的鏈路速率；接收端在對數(shù)據(jù)包確認的同時，返回從正向鏈路中獲得的可為該流分配的最終速率；各SDN可編程交換設(shè)備按照最終速率進行確認。本發(fā)明中業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)包攜帶，并由傳輸鏈路上的可編程交換設(shè)備按需修改，不需額外大量增加網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量；能高效地完成多種類型業(yè)務(wù)之間的速率分配，減少鏈路擁塞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可編程交換網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)優(yōu)先級擁塞控制方法，屬于可編程交換網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制或者流量控制算法，其區(qū)分流量的方法是固定的。要么是在長短流中優(yōu)先調(diào)度短流，要么是在時延敏感流和非時延敏感流中，優(yōu)先調(diào)度時延敏感流，存在“優(yōu)先級指標單一”的問題。實際應(yīng)用中存在長流業(yè)務(wù)因尾部數(shù)據(jù)長時間得不到調(diào)度而無法進入下一個階段的情況，即“長尾延遲”現(xiàn)象，從而造成資源的占用而不能釋放。此外，已有算法通常考慮在發(fā)送端設(shè)置業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，由交換機根據(jù)優(yōu)先級來調(diào)度。該方法存在一定的局限性，業(yè)務(wù)在本地是高優(yōu)先級，在全局不一定是高優(yōu)先級，即“優(yōu)先級認定不合理”問題。

因此，若由發(fā)送端提供相關(guān)參數(shù)，讓交換機根據(jù)本地收集的各數(shù)據(jù)流的信息，來劃分不同優(yōu)先級，并以此分配資源相對公平。此外，若對于長流業(yè)務(wù)的“尾部”數(shù)據(jù)，給與優(yōu)先調(diào)度的機會，有利于釋放緩存資源，減少長尾延遲。但傳統(tǒng)交換設(shè)備功能固定，不具備靈活修改參數(shù)的功能，因此無法完成上述操作。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可編程交換網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)優(yōu)先級擁塞控制方法，通過可編程交換設(shè)備提取業(yè)務(wù)相關(guān)參數(shù)，劃分優(yōu)先級，并根據(jù)不同優(yōu)先級采用不同的鏈路速率分配原則；業(yè)務(wù)相關(guān)參數(shù)通過數(shù)據(jù)包攜帶，并由傳輸鏈路上的可編程交換設(shè)備按需修改，不需額外大量增加網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量；該方法可高效地完成多種類型業(yè)務(wù)之間的速率分配，減少鏈路擁塞。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種可編程交換網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)優(yōu)先級擁塞控制方法，包括如下步驟：

步驟S1、數(shù)據(jù)包到達發(fā)送端，發(fā)送端填寫相關(guān)參數(shù)，并按分配速率發(fā)送數(shù)據(jù)包；

步驟S2、各個SDN可編程交換設(shè)備接收到數(shù)據(jù)包后，提取速率控制相關(guān)參數(shù)，計算優(yōu)先級P，并為該流預(yù)分配速率r_Y′，更新數(shù)據(jù)包參數(shù)并發(fā)送；

步驟S3、接收端接收到數(shù)據(jù)包后，處理該部分參數(shù)，并返回控制數(shù)據(jù)包；

步驟S4、各個SDN可編程交換設(shè)備接收到返回的控制數(shù)據(jù)包后，對預(yù)約速率進行確認，將預(yù)約速率劃歸到已分配速率，用于該流在下個周期的發(fā)送速率；

步驟S5、發(fā)送端接收到該控制分組后，更新端口發(fā)送速率；并根據(jù)情況，填寫下一個周期的速率請求信息。

進一步地，所述步驟S1具體為：

數(shù)據(jù)包到達發(fā)送端的智能網(wǎng)卡模塊，根據(jù)相關(guān)應(yīng)用類型，設(shè)置數(shù)據(jù)包攜帶的參數(shù)：業(yè)務(wù)類型C、剩余分組數(shù)N、期望速率X、分配速率初始值r_Y＝X；智能網(wǎng)卡模塊按照記錄的分配速率發(fā)送數(shù)據(jù)包；

其中，數(shù)據(jù)包的首次發(fā)送，按照默認的速率基礎(chǔ)配額R₀；此后周期按網(wǎng)絡(luò)分配的速率r_Y發(fā)送。

進一步地，所述步驟S2中優(yōu)先級P的劃分方法為：

提取數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類型標志位C并進行判斷，若是時延敏感業(yè)務(wù)，則標記為優(yōu)先級P₂；若是非時延敏感業(yè)務(wù)，則標記為優(yōu)先級P₃；若剩余數(shù)據(jù)包規(guī)模N按當前申請速率少于K個RTT周期可傳輸完成，即N≤X×K×RTT，則認為處于短流狀態(tài)，標記為優(yōu)先級P₁；