[發(fā)明專利]基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114666281A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉亮;劉德瑞;陸桑璐
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: H04L47/2416
• 分類號: H04L47/2416;H04L47/2441;H04L67/562;H04L41/0896
• 代理公司: 南京泉為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32408
• 代理人: 許丹丹

1.一種基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障系統(tǒng)，部署在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的智能網(wǎng)卡上，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

代理模塊，用于在發(fā)送方應(yīng)用與接收方應(yīng)用之間建立網(wǎng)絡(luò)連接，對發(fā)送方和接收方應(yīng)用的消息進(jìn)行代理轉(zhuǎn)發(fā)；

資源分配模塊，用于為每個網(wǎng)絡(luò)連接分配網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，并每隔一定時間間隔更新帶寬；

資源管理模塊，用于設(shè)置每個網(wǎng)絡(luò)通信線程的總的發(fā)送窗口來控制其分配的網(wǎng)絡(luò)帶寬；

發(fā)送控制模塊，用于判斷I/O請求的消息類型，并收集各個應(yīng)用連接中的信息，并基于該信息控制不同類型的消息的發(fā)送，其中I/O請求的消息類型是發(fā)送方應(yīng)用依據(jù)應(yīng)用提交請求時的數(shù)據(jù)量大小或優(yōu)先級而標(biāo)記的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障系統(tǒng)，其特征在于，消息類型包括延遲敏感型消息和帶寬敏感型消息，對于延遲敏感型消息，發(fā)送控制模塊只測量每個消息的完成時間并進(jìn)一步計算出本地的排隊時延，并將該信息反饋給資源管理模塊，資源管理模塊通過定時器設(shè)定的時間間隔，每隔一段時間根據(jù)延遲敏感消息的反饋信息，通過相應(yīng)的窗口更新算法更新帶寬敏感消息所需的發(fā)送窗口。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障系統(tǒng)，其特征在于，對于帶寬敏感型消息，發(fā)送控制模塊通過本地發(fā)送窗口來控制帶寬敏感消息的發(fā)送速率，若有可用窗口，則直接將數(shù)據(jù)發(fā)出，若無可用窗口，則將數(shù)據(jù)添加至排隊隊列中，當(dāng)有可用窗口時再將數(shù)據(jù)發(fā)出。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障系統(tǒng)，其特征在于，窗口更新算法包括：

當(dāng)帶寬敏感消息和延遲敏感消息共存時，通過預(yù)設(shè)帶寬敏感消息的網(wǎng)絡(luò)吞吐設(shè)置帶寬敏感消息窗口的最大值；

在初始化階段設(shè)定延遲敏感消息的目標(biāo)排隊延遲，并以此作為依據(jù)來調(diào)整帶寬敏感消息的發(fā)送窗口；

若當(dāng)前延遲敏感消息的排隊時延高于設(shè)定的目標(biāo)排隊時延，則通過當(dāng)前排隊時延與目標(biāo)排隊時延的關(guān)系，乘法減少帶寬敏感消息的發(fā)送窗口，反之則通過當(dāng)前排隊時延與目標(biāo)時延的關(guān)系，加法增加帶寬敏感消息的發(fā)送窗口；

通過算法得出的帶寬敏感型消息的發(fā)送窗口與設(shè)定的上下限窗口對比，若高于上限窗口，則將其賦值為上限窗口，若低于下限窗口，則將其賦值為下限窗口。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障系統(tǒng)，其特征在于，所述代理模塊通過與發(fā)送方應(yīng)用建立控制連接，基于發(fā)送方應(yīng)用發(fā)送的接收端地址信息，與接收端應(yīng)用建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接，并向發(fā)送方應(yīng)用維持與接收端的虛擬連接。

6.一種基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障方法，其特征在于，包括以下步驟：

利用代理模塊在發(fā)送方應(yīng)用與接收方應(yīng)用之間建立網(wǎng)絡(luò)連接，對發(fā)送方和接收方應(yīng)用的消息進(jìn)行代理轉(zhuǎn)發(fā)；

利用資源分配模塊為每個網(wǎng)絡(luò)連接分配網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，并每隔一定時間間隔更新帶寬；

利用資源管理模塊設(shè)置每個網(wǎng)絡(luò)通信線程的總的發(fā)送窗口來控制其分配的網(wǎng)絡(luò)帶寬；

利用發(fā)送控制模塊判斷I/O請求的消息類型，并收集各個應(yīng)用連接中的信息，并基于該信息控制不同類型的消息的發(fā)送，其中I/O請求的消息類型是發(fā)送方應(yīng)用依據(jù)應(yīng)用提交請求時的數(shù)據(jù)量大小或優(yōu)先級而標(biāo)記的。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障方法，其特征在于，消息類型包括延遲敏感型消息和帶寬敏感型消息，對于延遲敏感型消息，發(fā)送控制模塊只測量每個消息的完成時間并進(jìn)一步計算出本地的排隊時延，并將該信息反饋給資源管理模塊，資源管理模塊通過定時器設(shè)定的時間間隔，每隔一段時間根據(jù)延遲敏感消息的反饋信息，通過相應(yīng)的窗口更新算法更新帶寬敏感消息所需的發(fā)送窗口。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于智能網(wǎng)卡卸載的數(shù)據(jù)中心多應(yīng)用QoS保障方法，其特征在于，對于帶寬敏感型消息，發(fā)送控制模塊通過本地發(fā)送窗口來控制帶寬敏感消息的發(fā)送速率，若有可用窗口，則直接將數(shù)據(jù)發(fā)出，若無可用窗口，則將數(shù)據(jù)添加至排隊隊列中，當(dāng)有可用窗口時再將數(shù)據(jù)發(fā)出。