一种流量控制的方法及网络控制器与流程

本发明涉及通信
技术领域：
，尤其涉及一种流量控制的方法及网络控制器。
背景技术：
：在当前的企业应用中存在着“多对一”的通信模型，其作用之一是可以增大网络吐吞量。但是随着服务器的增多，多个服务器可能同时传输数据给相同的接收方。面对突发流量的冲击，网络会发生阻塞而导致网络丢包和重传。导致网络的吞吐量反而大幅降低。例如，终端需要请求的数据分布在多个服务器上，因此终端需依次从不同的服务器上获得不同的数据块。当终端从1号服务器请求1号数据块时，由于阻塞点发生拥塞而使1号数据块丢包，这时，终端会在等待超时后重发请求1号数据块，在等待和重传的过程中，其他服务器与终端的链接将处于空闲状态并等待1号数据块重传完成。在等待重传的这段时间里，链路的利用率远远低于链路本身的带宽，同时使得网络的吞吐量剧烈下降，通常降低一个数量级，即当传输方节点数目超过一定数目，发生网络阻塞时，接收方的吞吐量将急剧下降。技术实现要素：本发明实施例提供一种流量控制的方法和网络控制器，以解决网络阻塞时，网络吞度量急剧下降的问题。本发明第一方面提供了一种流量控制的方法，包括：检测各个终端支持的流量控制类型，所述流量控制类型包括基于暂停的流量控制、基于优先级的流量控制和基于量化拥塞通知协议的流量控制；若交换机检测到出端口或入端口发生网络拥塞，则接收交换机上报的第一流控帧；根据所述第一流控帧中数据包携带的信息确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型；根据所述终端的流量控制类型生成对应类型的第二流控帧并通过交换机转 发至所述终端。结合第一方面的实现方式，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述检测各个终端支持的流量控制类型，包括：接收交换机上报的终端的数据包，对数据包的包头进行解析；若所述包头中包含CN-TAG字段，则所述终端支持基于量化拥塞通知协议的流量控制；若所述包头中包含VLAN字段，则生成基于优先级的流量控制的第二流控帧并通过交换机发送给所述终端，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第一预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于优先级的流量控制；若所述包头中不包含VLAN字段，则发送基于暂停的流量控制的第二流控帧至交换机以使所述出端口和入端口暂停发送数据，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第二预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于暂停的流量控制。结合第一方面、或第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，在所述检测各个终端支持的流量控制类型时，还包括：根据交换机上报的各个终端的数据包获取各个终端的位置信息，其中，所述位置信息包括终端的媒体访问控制地址、终端对应链路的边缘交换机标识信息及交换机端口信息；根据各个终端支持的流量控制类型以及各个终端的位置信息，生成流控表并保存。结合第一方面、或第一方面第一种至第二种任一可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，若所述第一流控帧为基于量化拥塞通知协议的流量控制的流控帧，则所述根据所述第一流控帧中数据包携带的信息确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型，包括：解析所述数据包中的源媒体访问控制地址，将所述源媒体访问控制地址与所述流控表中的信息进行匹配，确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型；若所述第一流控帧为基于优先级的流量控制的流控帧，且在预设时间内接收到数据链路上相邻的至少两个交换机上报的第一流控帧时，才进行流量控制。结合第一方面、或第一方面第一种至第三种任一可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，当通过交换机给终端发送基于优先级的流量控制或基于量化拥塞通知协议的流量控制的第二流控帧时，选择优先级低的流或优先级低的虚拟通道进行流量控制。本发明第二方面提供了一种网络控制器，包括：检测单元，用于检测各个终端支持的流量控制类型，所述流量控制类型包括基于暂停的流量控制、基于优先级的流量控制和基于量化拥塞通知协议的流量控制；接收单元，用于若交换机检测到出端口或入端口发生网络拥塞，则接收交换机上报的第一流控帧；确定单元，用于根据所述第一流控帧中数据包携带的信息确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型；生成单元，用于根据所述终端的流量控制类型生成对应类型的第二流控帧并通过交换机转发至所述终端。结合第二方面的实现方式，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述检测单元具体用于：接收交换机上报的终端的数据包，对数据包的包头进行解析；若所述包头中包含CN-TAG字段，则所述终端支持基于量化拥塞通知协议的流量控制；若所述包头中包含VLAN字段，则生成基于优先级的流量控制的第二流控帧并通过交换机发送给所述终端，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第一预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于优先级的流量控制；若所述包头中不包含VLAN字段，则发送基于暂停的流量控制的第二流控帧至交换机以使所述出端口和入端口暂停发送数据，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第二预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于暂停的流量控制。结合第二方面、或第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，还包括：获取单元，用于根据交换机上报的各个终端的数据包获取各个终端的位置 信息，其中，所述位置信息包括终端的媒体访问控制地址、终端对应链路的边缘交换机标识信息及交换机端口信息；保存单元，用于根据各个终端支持的流量控制类型以及各个终端的位置信息，生成流控表并保存。结合第二方面、或第二方面第一种至第二种任一可能的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，若所述第一流控帧为基于量化拥塞通知协议的流量控制的流控帧，则所述确定单元具体用于：解析所述数据包中的源媒体访问控制地址，将所述源媒体访问控制地址与所述流控表中的信息进行匹配，确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型；若所述第一流控帧为基于优先级的流量控制的流控帧，且在预设时间内所述接收单元接收到数据链路上相邻的至少两个交换机上报的第一流控帧时，所述网络控制器才进行流量控制。结合第二方面、或第二方面第一种至第三种任一可能的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，当所述生成单元通过交换机给终端发送基于优先级的流量控制或基于量化拥塞通知协议的流量控制的第二流控帧时，选择优先级低的流或优先级低的虚拟通道进行流量控制。实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过检测终端支持的流量控制类型，并设定交换机同时检测出端口和入端口的网络拥塞情况，当发生网络拥塞时，接收交换机上报的第一流控帧，确定发生网络拥塞的终端所支持的流量控制类型，从而为该终端发送最合适的第二流控帧以便终端降低发包速率或停止发包，在混合使用流控技术的网络环境中，简单、高效的解决了网络拥塞问题；且交换机入端口和出端口流控技术可以同时工作，阈值设置可互不影响。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明流量控制的方法的第一实施例的流程示意图；图2为本发明流量控制的方法的第二实施例的流程示意图；图3为本发明流量控制的方法的第三实施例的流程示意图；图4为本发明网络控制器的第一实施例的组成示意图；图5为本发明网络控制器的第二实施例的组成示意图；图6为本发明网络控制器的第三实施例的组成示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1，为本发明流量控制的方法的第一实施例的流程示意图，在本实施例中，所述方法包括：S101，检测各个终端支持的流量控制类型。所述流量控制类型包括基于暂停的流量控制、基于优先级的流量控制和基于量化拥塞通知协议的流量控制。其中，基于暂停的流量控制即PAUSE技术，在IEEE802.3x标准文档中定义，是全双工以太网数据链路层的流控方法。当客户终端向服务器发出请求后,自身系统或网络产生拥塞时,它会向服务器发出基于暂停的流量控制的流控帧即PAUSE帧,以延缓服务器向客户终端的数据传输。基于优先级的流量控制(Priority-basedFlowControl，简称PFC)，在IEEE802.1Qbb标准文档中定义，是对传统流控的暂停机制(PAUSE技术)一种增强。与传统的流控机制相比，当出现拥塞时传统流控会阻止一条链路上的所有流量，而PFC允许在一条以太网链路上创建8个虚拟通道，并为每条虚拟通道指定一个IEEE802.1P优先等级，允许单独暂停和重启其中任意一条虚拟通道，同时允许其它虚拟通道的流量无中断通过。这一方法使网络能够为单个虚拟链路创建无丢包类别的服务，使其能够与同一接口上的其它流量类型共存。基于量化拥塞通知协议(QuantizedCongestionNotification，简称QCN)的流量控制是IEEE802.1Qau标准所定义的拥塞管理机制。相对于其他拥塞管理 技术，QCN采用了相对精准的向后拥塞通知机制，在核心网络设备基于出端口队列设置拥塞检测点，检测到拥塞发生则组建包含拥塞程度的拥塞通知消息CNM，并发送至导致拥塞的源终端，令其依据CNM指示降低相应流的数据传送速率。PFC的目的是实现“零丢包”的无损传输。其优点是基于全双工，反应快，能够快速缓解拥塞，用于处理网络流量浪涌是不错的选择。但PFC没有根本解决问题，还会导致拥塞扩散。PFC比较适合小规模的组网环境。QCN主要是通过桥接设备和终端设备对该协议的支持，实现后向拥塞的精准控制。该协议的使用能够从根本上解决网络的拥塞问题，找到导致拥塞的源节点，并通知其降低速率；缺点是因CNM消息往往要跨网络多节点传输，反应较慢，拥塞发生后往往需要一段时间才能产生显著效果。QCN与PFC的联合使用是一个不错的解决方案，一方面PFC能够快速缓解网络拥塞问题，另一方面，QCN能够根本的解决拥塞问题。QCN可以看做是PFC的补充解决方案。当终端和服务器的网卡支持一种或多种流量控制类型时，便可以采用本发明实施例所述的方法来进行流量控制，其首先便需要检测了解各个终端所支持的流量控制类型。S102，若交换机检测到出端口或入端口发生网络拥塞，则接收交换机上报的第一流控帧。在网络中，可以包含一个或多个交换机，多个交换机可组成网络拓扑结构。当终端的接收数据的链路发送拥塞时，处于该链路上的交换机便可以检测其出端口和入端口的网络传输情况。当交换机检测到端口(入或出)将要发生阻塞时，给网络控制器上报第一流控帧，其中包含数据包。具体地，由于交换机需要同时检测出端口和入端口的网络状况，因此需要开启交换机出端口的QCN功能，并配置相应的出端口队列缓存阈值。以及开启交换机入端口的PFC功能，并配置相应的基于优先级队列缓存的阈值。这样，当出端口触发QCN流控时，交换机给网络控制器上报第一流控帧即CNM帧和数据包。当入端口触发PFC流控时，交换机先向上游交换，即向上一节点设备发送PFC流控帧使其基于预设优先级队列暂停数据发送，同时向网络控制器上报PFC流控帧和数据包。而当边缘交换机收到网络控制器发送的下发消息后，直接给终端发送第二流控帧以通知终端根据第二流控帧进行流量控制。S103，根据所述第一流控帧中数据包携带的信息确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型。可选地，所述第一流控帧中数据包携带的信息可以是终端的标识信息如媒体访问控制(MediaAccessControl,简称MAC)地址即终端的物理地址。由于在步骤S101中已经获知到各个终端支持的流量控制控制类型，因此根据数据包中的信息便可以获知发送数据包的终端进而获知该终端支持的流量控制类型。S104，根据所述终端的流量控制类型生成对应类型的第二流控帧并通过交换机转发至所述终端。当网络控制器根据数据包中的信息找到终端后，再根据其支持的流量控制类型发送相应的第二流控帧，从而快速、精确控制某个流或某个终端降低发包速率或停止发包。高效地解决大规模网络环境下拥塞而造成的丢包问题。例如，终端支持PFC流控机制，网络控制器就会PFC流控帧，终端支持PAUSE流控机制，网络控制器就会PAUSE流控帧，终端支持QCN流控机制，网络控制器就会QCN专用的CNM流控帧。由上可见，通过检测终端支持的流量控制类型，并设定交换机同时检测出端口和入端口的网络拥塞情况，当发生网络拥塞时，接收交换机上报的第一流控帧，确定发生网络拥塞的终端所支持的流量控制类型，从而为该终端发送最合适的第二流控帧以便终端降低发包速率或停止发包，在混合使用流控技术的网络环境中，简单、高效的解决了网络拥塞问题；且交换机入端口和出端口流控技术可以同时工作，阈值设置可互不影响。请参见图2，为本发明流量控制的方法的第二实施例的流程示意图。在本实施例中，所述方法包括：S201，接收交换机上报的终端的数据包，对数据包的包头进行解析。S202，若所述包头中包含CN-TAG字段，则所述终端支持基于量化拥塞通知协议的流量控制。其中，CN-TAG字段为QCN特有字段。当发现有CN-TAG字段时，说明发送终端支持QCN流控；当无CN-TAG字段时，继续检测。S203，若所述包头中包含VLAN字段，则生成基于优先级的流量控制的第 二流控帧并通过交换机发送给所述终端，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第一预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于优先级的流量控制。具体地，当发现VLAN字段时，提取VLAN-ID和PCP字段(对应优先级虚拟通道)，其中，第一预设时间为一个PFC流控暂停时间。S204，若所述包头中不包含VLAN字段，则发送基于暂停的流量控制的第二流控帧至交换机以使所述出端口和入端口暂停发送数据，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第二预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于暂停的流量控制。其中，第一预设时间为一个PAUSE流控暂停时间。具体地，网络控制器发送的地址解析协议(AddressResolutionProtocol，简称ARP)请求包的部分字段，如下表设置：DstMACSrcMACSenderIPTargetIPff:ff:ff:ff:ff:ffControllerMAC0.0.0.0HostIPDstMAC设置成全F。TargetIP是被检测终端的IP地址。SrcMAC为网络控制器的MAC地址。S205，若交换机检测到出端口或入端口发生网络拥塞，则接收交换机上报的第一流控帧。S206，根据所述第一流控帧中数据包携带的信息确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型。S207，根据所述终端的流量控制类型生成对应类型的第二流控帧并通过交换机转发至所述终端。在本实施例中，通过解析数据包的包头来检测各个终端支持的流量控制类型，简单方便，检测结果准确。请参见图3，为本发明流量控制的方法的第三实施例的流程示意图，在本实施例中，所述方法包括：S301，接收交换机上报的终端的数据包，对数据包的包头进行解析。S302，若所述包头中包含CN-TAG字段，则所述终端支持基于量化拥塞通知协议的流量控制。S303，若所述包头中包含VLAN字段，则生成基于优先级的流量控制的第二流控帧并通过交换机发送给所述终端，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第一预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于优先级的流量控制。S304，若所述包头中不包含VLAN字段，则发送基于暂停的流量控制的第二流控帧至交换机以使所述出端口和入端口暂停发送数据，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第二预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于暂停的流量控制。S305，根据交换机上报的各个终端的数据包获取各个终端的位置信息。其中，所述位置信息包括终端的媒体访问控制地址、终端对应链路的边缘交换机标识信息及交换机端口信息。需要说明的是，该步骤可以和步骤S301同时进行，也可以分开先后进行，本发明实施例不作任何限定。S306，根据各个终端支持的流量控制类型以及各个终端的位置信息，生成流控表并保存。流控表的组成可参照下表：S307，若交换机检测到出端口或入端口发生网络拥塞，则接收交换机上报的第一流控帧。S308，若所述第一流控帧为基于量化拥塞通知协议的流量控制的流控帧， 则解析所述数据包中的源媒体访问控制地址，将所述源媒体访问控制地址与所述流控表中的信息进行匹配，确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型，并发送对应的第二流控帧。S309、若所述第一流控帧为基于优先级的流量控制的流控帧，且在预设时间内接收到数据链路上相邻的至少两个交换机上报的第一流控帧时，才进行流量控制。此处的流量控制具体可包括终端支持流量控制类型的确定以及第二流控帧的生成及发送。这样，可确保在已解决了网络短期浪涌的情况下，不轻易调节终端的发包速率。最大限度的提高带宽的利用率。而当通过交换机给终端发送基于优先级的流量控制或基于量化拥塞通知协议的流量控制的第二流控帧时，选择优先级低的流或优先级低的虚拟通道进行流量控制。从而可以有效的保证高优先级流或高优先级通道数据包的服务质量。请参见图4，为本发明网络控制器的第一实施例的组成示意图，在本实施例中，所述网络控制器包括：检测单元100，用于检测各个终端支持的流量控制类型，所述流量控制类型包括基于暂停的流量控制、基于优先级的流量控制和基于量化拥塞通知协议的流量控制；接收单元200，用于若交换机检测到出端口或入端口发生网络拥塞，则接收交换机上报的第一流控帧；确定单元300，用于根据所述第一流控帧中数据包携带的信息确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型；生成单元400，用于根据所述终端的流量控制类型生成对应类型的第二流控帧并通过交换机转发至所述终端。可选地，所述检测单元100具体用于：接收交换机上报的终端的数据包，对数据包的包头进行解析；若所述包头中包含CN-TAG字段，则所述终端支持基于量化拥塞通知协议的流量控制；若所述包头中包含VLAN字段，则生成基于优先级的流量控制的第二流控帧并通过交换机发送给所述终端，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若 在第一预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于优先级的流量控制；若所述包头中不包含VLAN字段，则发送基于暂停的流量控制的第二流控帧至交换机以使所述出端口和入端口暂停发送数据，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第二预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于暂停的流量控制。请参见图5，为本发明网络控制器的第二实施例的组成示意图，在本实施例中，所述网络控制器包括：检测单元100，用于检测各个终端支持的流量控制类型，所述流量控制类型包括基于暂停的流量控制、基于优先级的流量控制和基于量化拥塞通知协议的流量控制；接收单元200，用于若交换机检测到出端口或入端口发生网络拥塞，则接收交换机上报的第一流控帧；确定单元300，用于根据所述第一流控帧中数据包携带的信息确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型；生成单元400，用于根据所述终端的流量控制类型生成对应类型的第二流控帧并通过交换机转发至所述终端。以及，获取单元500，用于根据交换机上报的各个终端的数据包获取各个终端的位置信息，其中，所述位置信息包括终端的媒体访问控制地址、终端对应链路的边缘交换机标识信息及交换机端口信息；保存单元600，用于根据各个终端支持的流量控制类型以及各个终端的位置信息，生成流控表并保存。可选地，所述检测单元100具体用于：接收交换机上报的终端的数据包，对数据包的包头进行解析；若所述包头中包含CN-TAG字段，则所述终端支持基于量化拥塞通知协议的流量控制；若所述包头中包含VLAN字段，则生成基于优先级的流量控制的第二流控帧并通过交换机发送给所述终端，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第一预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于优先级的流量控制；若所述包头中不包含VLAN字段，则发送基于暂停的流量控制的第二流控帧至交换机以使所述出端口和入端口暂停发送数据，再发送地址解析协议请求包给所述终端，若在第二预设时间内未接收地址解析协议应答包，则所述终端支持基于暂停的流量控制。若所述第一流控帧为基于量化拥塞通知协议的流量控制的流控帧，则所述确定单元300具体用于：解析所述数据包中的源媒体访问控制地址，将所述源媒体访问控制地址与所述流控表中的信息进行匹配，确定与所述出端口或入端口对应的终端所支持的流量控制类型；若所述第一流控帧为基于优先级的流量控制的流控帧，且在预设时间内所述接收单元200接收到数据链路上相邻的至少两个交换机上报的第一流控帧时，所述网络控制器才进行流量控制。可选地，当所述生成单元400通过交换机给终端发送基于优先级的流量控制或基于量化拥塞通知协议的流量控制的第二流控帧时，选择优先级低的流或优先级低的虚拟通道进行流量控制。需要说明的是，以上检测单元100、接收单元200、确定单元300、生成单元400、获取单元500以及保存单元600可以独立存在，也可以集成设置，且以上网络控制器实施例中检测单元100、接收单元200、确定单元300、生成单元400、获取单元500或保存单元600可以以硬件的形式独立于网络控制器的处理器单独设置，且设置形式可以是微处理器的形式；也可以以硬件形式内嵌于网络控制器的处理器中，还可以以软件形式存储于网络控制器的存储器中，以便于网络控制器的处理器调用执行以上检测单元100、接收单元200、确定单元300、生成单元400获取单元500或保存单元600对应的操作。例如，在本发明网络控制器的第二实施例(图5所示的实施例)中，检测单元100可以为网络控制器的处理器，而确定单元300、生成单元400获取单元500或保存单元600的功能可以内嵌于该处理器中，也可以独立于处理器单独设置，也可以以软件的形式存储于存储器中，由处理器调用实现其功能。当然，接收单元200可以与处理器集成设置，也可以独立设置，或者还可以作为网络控制器的接口电路，独立设置或集成设置。本发明实施例不做任何限制。以上处理器可以为中央处理单元(CPU)、微处理器、单片机等。请参照图6，为本发明网络控制器的第三实施例的组成示意图，在本实施例中，所述网络控制器包括：输入装置10、输出装置20、存储器30及处理器40。其中，所述存储器30用于存储一组程序代码，所述处理器40用于调用所述存储器30中存储的程序代码，执行本发明流量控制的方法第一至第三实施例中的任一操作。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点：通过检测终端支持的流量控制类型，并设定交换机同时检测出端口和入端口的网络拥塞情况，当发生网络拥塞时，接收交换机上报的第一流控帧，确定发生网络拥塞的终端所支持的流量控制类型，从而为该终端发送最合适的第二流控帧以便终端降低发包速率或停止发包，在混合使用流控技术的网络环境中，简单、高效的解决了网络拥塞问题；且交换机入端口和出端口流控技术可以同时工作，阈值设置可互不影响。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。当前第1页1 2 3