[发明专利]无丢失网络中的拥塞判断方法及交换机

说明书

本发明提供一种无丢失网络中的拥塞判断方法，包括：当下一跳设备的PAUSE帧到达时，暂停数据包的发送；当下一跳设备的RESUME帧到达时，记录当前发送队列中数据包的个数，作为基准数目，并恢复数据包的发送；当发送数据包的个数超过所述基准数目后，在继续发送每个数据包时采集第一拥塞探测指标，若获知第一拥塞探测指标超过第一预设阈值，则对发送的数据包进行拥塞标记。本发明实施例克服了仅依赖队列长度判断是否对数据包添加拥塞标记，带来的准确率较低、容易影响到拥塞无关流的弊端，还克服了PFC容易生成拥塞树并迅速扩展的弊端，具有添加拥塞标记更准确的优势，为进一步进行拥塞流的判断以及拥塞处理提供了基础。

技术领域

本发明涉及网络拥塞控制技术领域，更具体地，涉及无丢失网络中的拥塞判断方法及交换机。

背景技术

为了能在数据中心以太网中实现无丢失特性，目前很多网络设备都支持基于优先级的流量控制机制PFC(priority-based flow control)。PFC将流量划分为8个优先级并监测交换机入端口上每种优先级流量的累积情况。当某一优先级流量超过给定阈值X_OFF时，交换机向上一跳发送PAUSE帧终止该优先级流量的传输；当该优先级流量在队列中的累积缓解低于另一个给定阈值X_ON时，再发送RESUME帧恢复传输。然而，PFC会导致拥塞树生成并迅速扩展，引起队头阻塞，减小拥塞无关流的吞吐量。

图1示出了一个无丢失网络的网络结构示意图。其中H0至H15为发送端，S0和S1表示交换机，R0和R1表示接收端，Flow0由H0发送到R0，Flow1-Flow15分别由H1-H15发送到R1。Flow0和Flow1在S0|P0端口上竞争出口带宽，Flow1又和FLow2-Flow15在S1|P2端口上竞争出口带宽。由于S1|P2端口上的严重拥塞，交换机S1的入端口P1处会累积数据包并触发PFC向上一跳S0|P0发送PAUSE帧和RESUME帧，进而S0|P0端口只能间歇性地向S1|P1发送数据。如此，Flow1的传输被限制，Flow0的传输也相应地被间断了，而Flow0与发送拥塞的S1|P2端口无关。也就是说，PFC导致了拥塞无关流的吞吐量损失。

上述PFC的问题可以通过引入端到端拥塞控制机制来解决，基本工作流程是：拥塞点CP(Congestion Point，位于交换机)探测拥塞，通告点NP(Notification Point，位于交换机或接收端)根据拥塞探测的结果生成拥塞通告包CNP(Congestion NotificationPacket)反馈给响应点RP(Reaction Point，位于发送端)，响应点根据收到的拥塞通告包调节发送速率。在图1的示例中，S0|P0和S1|P2是拥塞点，同时也可以是通告点；R0和R1可以是通告点；H0和H1-H15是响应点。

目前代表性的端到端的拥塞控制机制有IEEE 802.1标准化工作组定义的量化的拥塞通告机制QCN(Quantitated Congestion Notification)，以及结合显示拥塞通告机制ECN(Explicit Congestion Notification)支持三层路由网络的数据中心量化的拥塞通告机制DCQCN(Data Center QCN)。