快速传递ECN拥塞信息的方法和系统与流程

    专利查询2025-05-26  47


    本发明涉及通信网络,具体而言,涉及一种快速传递ecn拥塞信息的方法和系统。


    背景技术:

    1、在诸多网络环境中,例如数据中心网络、人工智能网络等,为了缓解网络拥塞状况,通常会利用到显示拥塞通知(explicit congestion notification,ecn),通过对报文进行ecn标记,以在接收端接收到报文并识别到ecn标记时,向发送端发送拥塞通知报文(congestion notification packet,cnp),以通知发送端降低报文发送速率,进而缓解网络拥塞。

    2、当前的ecn拥塞信息通知为端到端的拥塞通知,由于ecn的端到端的通知,面对不同的网络部署,端到端的链路延迟、下游汇聚点的拥塞状态等很难监控。当对报文进行ecn标记后,报文可能还需要转发到下一条设备,若下一跳设备也存在拥塞,完成ecn标记的报文需要进入下一跳设备的缓存队列,如果下一跳设备的缓存队列超出门限,携带ecn标记的报文可能会被丢弃。如果携带ecn标记的报文传输通知不及时,可能触发pfc通知,而pfc触发后将导致发送端暂停报文发送。直接将携带ecn标记的报文通过高优先级队列转发,可以避开下游设备的拥塞的转发队列,但是,这会造成数据流乱序,携带ecn标记的报文可能提前到达接收端,乱序同样会造成报文重传,进而降低网络性能。如果接收端拥有乱序数据流重组能力,可以解决乱序的问题,但是这对接收端性能提出了额外更高的要求。此外,也可以通过交换机直接替代接收端向发送端发送cnp报文,但是这需要交换机的cpu参与处理过程,且对交换机同样提出了更高的额外的性能要求。


    技术实现思路

    1、本发明的目的包括,例如,提供了一种快速传递ecn拥塞信息的方法和系统,其能够及时、快速地进行拥塞信息的传递。

    2、本发明的实施例可以这样实现:

    3、第一方面,本发明提供一种快速传递ecn拥塞信息的方法,应用于数据中心网络,所述数据中心网络包括发送端、接收端以及位于所述发送端和接收端之间的至少一个交换机,所述方法包括:

    4、针对各所述交换机,所述交换机在接收到上游设备发送的报文时,检测当前缓存队列的实际长度,并检测所述报文中携带的显示拥塞通知ecn字段;

    5、若所述实际长度处于设定长度且所述报文中携带的ecn字段为设定标记,则进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识;

    6、在所述交换机进行报文发送时,若当前标识有所述ecn置位标记和所述ctr置位标记,则对待转发报文进行复制得到复制报文,将所述待转发报文中的ecn字段进行置位后发送至下游设备,且对所述复制报文进行截断得到截断报文,将所述截断报文设置为最高优先级且将所述截断报文中的ecn字段进行置位后发送至所述下游设备,其中,所述ecn字段处于置位状态时表征存在网络拥塞。

    7、在可选的实施方式中,所述设定长度为大于或等于设置的低门限值的长度范围,所述设定标记表征支持ecn标记功能但在当前时刻之前未进行拥塞标记;

    8、所述进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识的步骤,包括:

    9、在所述实际长度大于或等于所述低门限值且小于或等于设置的高门限值时,按照设定算法进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识;

    10、在所述实际长度大于所述高门限值时,直接进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识。

    11、在可选的实施方式中,所述按照设定算法进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识的步骤,包括:

    12、若将接收到的报文存入所述缓存队列后,所述报文在所述缓存队列中的位置处于设定位置,则进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识;

    13、若将接收到的报文存入所述缓存队列后,所述报文在所述缓存队列中的位置未处于所述设定位置,则无需进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识。

    14、在可选的实施方式中,所述截断报文中包括所述报文的发送端的源ip、ecn字段和优先级信息,其中,所述截断报文中的ecn字段处于置位状态,所述优先级信息为最高优先级。

    15、在可选的实施方式中,所述方法还包括:

    16、若所述实际长度处于设定长度且所述报文中携带的ecn字段表征不支持ecn标记功能,则进行丢包操作;

    17、若所述实际长度处于设定长度且所述报文中携带的ecn字段已处于置位状态,则直接将所述报文存入所述缓存队列并在所述报文作为待转发报文时,直接将所述待转发报文发送至下游设备。

    18、在可选的实施方式中,所述进行丢包操作的步骤,包括:

    19、在所述实际长度大于或等于所述低门限值且小于或等于设置的高门限值时,若将接收到的报文存入所述缓存队列后所述报文在所述缓存队列中的位置处于设定位置,则将所述报文丢弃;

    20、在所述实际长度大于所述高门限值时,直接接收到的报文进行丢弃。

    21、在可选的实施方式中,所述方法还包括:

    22、针对所述接收端,在所述接收端接收到报文后,识别所述报文的优先级和所述报文的ecn字段,若所述优先级为最高优先级且所述ecn字段处于置位状态,则向所述发送端发送拥塞通知cnp报文,以通知所述发送端降低报文发送速率。

    23、在可选的实施方式中,所述向所述发送端发送拥塞通知cnp报文的步骤,包括:

    24、检测当前时刻距离上一次发送cnp报文的间隔时间;

    25、若所述间隔时间超过第一预设时长,则向所述发送端发送拥塞通知cnp报文。

    26、在可选的实施方式中,所述方法还包括:

    27、针对所述发送端,在所述发送端接收到cnp报文后,增大速率降低因子,并基于增大后的速率降低因子计算新的发送速率,将目标速率设置为所述新的发送速率,以所述目标速率进行报文发送,并在超过第二预设时长未接收到cnp报文时,降低所述速率降低因子以得到新的目标速率,以新的目标速率进行报文发送,其中,所述第二预设时长大于所述第一预设时长。

    28、第二方面,本发明提供一种快速传递ecn拥塞信息的系统,所述系统包括发送端、接收端以及位于所述发送端和接收端之间的至少一个交换机;

    29、各所述交换机,用于在接收到上游设备发送的报文时,检测当前缓存队列的实际长度,并检测所述报文中携带的显示拥塞通知ecn字段,若所述实际长度处于设定长度且所述报文中携带的ecn字段为设定标记,进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识;

    30、各所述交换机,还用于在进行报文发送时,若当前标识有所述ecn置位标记和所述ctr置位标记,则对待转发报文进行复制得到复制报文,将所述待转发报文中的ecn字段进行置位后发送至下游设备,且对所述复制报文进行截断得到截断报文,将所述截断报文设置为最高优先级且将所述截断报文中的ecn字段进行置位后发送至所述下游设备,其中,所述ecn字段处于置位状态时表征存在网络拥塞。

    31、本发明实施例的有益效果包括,例如:

    32、本发明提供一种快速传递ecn拥塞信息的方法和系统,在交换机接收到报文时,检测当前缓存队列的实际长度,并检测报文中携带的ecn字段。若实际长度处于设定长度且ecn字段为设定标记,则进行ecn位置标记和ctr置位标记的标识。在交换机进行报文发送时,若当前标识有ecn置位标记和ctr位置标记,对待转发报文进行复制得到复制报文,在将待转发报文中的ecn字段进行置位并发送至下游设备的同时,截断复制报文得到截断报文,将截断报文设置为最高优先级且将截断报文中的ecn字段置位后发送至下游设备。本方案中,通过产生具有最高优先级且长度较短的截断报文,以快速通知下游设备存在网络拥塞,避免下游转发通道拥塞而导致拥有ecn标记的报文转发缓慢甚至被丢弃的问题。


    技术特征:

    1.一种快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,应用于数据中心网络,所述数据中心网络包括发送端、接收端以及位于所述发送端和接收端之间的至少一个交换机,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述设定长度为大于或等于设置的低门限值的长度范围,所述设定标记表征支持ecn标记功能但在当前时刻之前未进行拥塞标记;

    3.根据权利要求2所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述按照设定算法进行ecn置位标记和ctr置位标记的标识的步骤,包括:

    4.根据权利要求1所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述截断报文中包括所述报文的发送端的源ip、ecn字段和优先级信息,其中,所述截断报文中的ecn字段处于置位状态,所述优先级信息为最高优先级。

    5.根据权利要求2所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    6.根据权利要求5所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述进行丢包操作的步骤,包括:

    7.根据权利要求1所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    8.根据权利要求7所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述向所述发送端发送拥塞通知cnp报文的步骤,包括:

    9.根据权利要求8所述的快速传递ecn拥塞信息的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    10.一种快速传递ecn拥塞信息的系统,其特征在于,所述系统包括发送端、接收端以及位于所述发送端和接收端之间的至少一个交换机;


    技术总结
    本发明提供一种快速传递ECN拥塞信息的方法和系统,在交换机接收到报文时,检测当前缓存队列的实际长度,并检测报文中携带的ECN字段。若实际长度处于设定长度且ECN字段为设定标记,进行ECN位置标记和CTR置位标记的标识。在进行报文发送时,若当前标识有ECN置位标记和CTR位置标记,对待转发报文进行复制得到复制报文,截断复制报文得到截断报文,将截断报文设置为最高优先级且将截断报文中的ECN字段置位后发送至下游设备。本方案中,通过产生具有最高优先级且长度较短的截断报文,以快速通知下游设备存在网络拥塞,避免下游转发通道拥塞而导致拥有ECN标记的报文转发缓慢甚至被丢弃的问题。

    技术研发人员:奚博闻,周勇波,任乐
    受保护的技术使用者:苏州盛科通信股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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