网络中的拥塞通知的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在计算机网络中数据通信业务拥塞是常见问题。常规的拥塞控制方法包括传输控制协议(TCP)拥塞控制(诸如随机早期检测(RED)、加权RED (WRED))和量化拥塞通知(QCN)，所述QCN被标准化为电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.lua_2010。这两个拥塞控制方法依靠源基于来自网络内的拥塞点的反馈的速率自适应。对于RED拥塞控制，典型地通过使用分组丢弃来提供指示拥塞的反馈。对于QCN拥塞控制，指示拥塞的反馈包括关于过载率的显式信息并且该信息使用反向拥塞通知消息被递送到流源。QCN过程提供公平带宽划分。然而，QCN过程未提供用来针对单独的流控制拥塞的方式。
【附图说明】
[0002]图1是图示了网络系统的一个示例的框图。
[0003]图2是图示了通过网络系统流动的通信业务的一个示例的图。
[0004]图3是图示了服务器的一个示例的框图。
[0005]图4是图示了交换机的一个示例的框图。
[0006]图5是图示了包括反向拥塞通知消息的计量(metered)量化拥塞通知(QCN)的一个示例的图。
[0007]图6是图示了包括正向拥塞通知消息的计量QCN的一个示例的图。
[0008]图7是图示了用于计量QCN的双令牌桶的一个示例的图。
[0009]图8是图示了针对双令牌桶计量的过程的一个示例的流程图。
[0010]图9是图示了针对单令牌桶计量的过程的一个示例的流程图。
【具体实施方式】
[0011]在以下具体描述中，对形成其一部分的附图进行参考，并且在附图中通过图示的方式示出了在其中可以实践本公开的特定示例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它示例并且可以做出结构上的或逻辑上的改变。以下具体描述因此将不在限制意义上进行，并且本公开的范围由所附权利要求来限定。应当理解，除非另外具体地指出，否则本文中所描述的各种示例的特征可以彼此组合。
[0012]图1是图示了网络系统100的一个示例的框图。网络系统100包括多个网络设备。特别地，网络系统100包括包含有服务器102a-102d的多个服务器和交换网络106。交换网络106包括包含有交换机108a和交换机108b的多个互连的交换机。交换机108a通过通信链路110被耦合到交换机108b。每个服务器102a-102d分别通过通信链路104a_104d被耦合到交换网络106。每个服务器102a-102d可以通过交换网络106与其他服务器102a_102d中的每一个进行通信。在一个示例中，网络系统100是数据中心。
[0013]网络系统100利用计量量化拥塞通知(QCN)协议。计量QCN协议修改QCN协议，所述QCN协议被标准化为电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.lua-2010。特别地，网络系统100利用计量QCN协议以便监控帧的单独流的带宽利用。计量QCN协议使用单令牌桶或双令牌桶来确定拥塞通知消息是否将作为帧的结果被生成。拥塞通过测量(一个或多个)令牌桶的深度而不是操作队列深度来确定。还相对于(一个或多个)令牌桶深度确定QCN反馈。
[0014]图2是图示了通过网络系统120流动的通信业务的一个示例的图。在一个示例中，网络系统120是第2层网络。网络系统120包括第一服务器122、第二服务器128、第三服务器152、第四服务器156以及交换网络134。交换网络134包括第一交换机136和第二交换机142。第一服务器122通过通信链路126被稱合到第一交换机136。第一交换机136通过通信链路140被耦合到第二交换机142。第二服务器128通过通信链路132被耦合到第二交换机142。第二交换机142通过通信链路148被耦合到第三服务器152并且通过通信链路150耦合到第四服务器156。
[0015]在该示例中，第一服务器122是反应点并且包括传送器队列124。反应点是帧的源并且是能够修改帧负载特性的地方。第二服务器128也是反应点并且包括传送器队列130。第一交换机136包括队列138，并且第二交换机142包括第一队列144和第二队列146。第三服务器152是帧的目的地并且包括接收器队列154。第四服务器156也是帧的目的地并且包括接收器队列158。在一个示例中，传送器队列124和130、队列138、144和146以及接收器队列154和158是先进先出(FIFO)队列。
[0016]在该示例中，第一服务器122正在向第三服务器152传送单播消息。传送器队列124中的帧被传送到第一交换机136，并且在队列138中接收经传送的帧。队列138中的帧被第一交换机136转发到第二交换机142，并且在第一队列144中接收经转发的帧。来自第一服务器122的第一队列144中的帧然后被第二交换机142转发到第三服务器152，并且在接收器队列154中接收经转发的帧。第二服务器128正在向第三服务器152和第四服务器156传送多播消息。传送器队列130中的巾贞被传送到第二交换机142,并且在第一队列144和第二队列146两者中接收经传送的帧。第二队列146中的帧被转发到第四服务器135，并且在接收器队列158中接收经转发的帧。来自第二服务器128的第一队列144中的帧然后被第二交换机142转发到第三服务器152，并且在接收器队列154中接收经转发的帧。
[0017]在该示例中，第二交换机142的第一队列144是由于从第一服务器122和第二服务器128传送的帧的合并而导致的过载点。在其他示例中，潜在过载点可能由于来自单个源的帧或者由于来自三个或更多个源的帧的合并而发生。为了解决在网络系统内的过载点处的这种拥塞，并且为了在过载点处提供计量带宽分配，利用了如本文中所公开的计量QCN。
[0018]图3是图示了服务器180的一个示例的框图。在一个示例中，服务器180提供参考图1先前所描述和图示的每个服务器102a-102d以及参考图2先前所描述和图示的第一服务器122、第二服务器128、第三服务器152和第四服务器156。服务器180包括处理器182和存储器186。处理器182通过通信链路184被耦合到存储器186。
[0019]处理器182包括中央处理单元(CPU)或另一适合的处理器。在一个示例中，存储器186存储由处理器182执行以便操作服务器180的指令。存储器186包括易失性和/或非易失性存储器的任何适合的组合，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器和/或其他适合的存储器的组合。存储器186存储由处理器182执行的指令，包括计量拥塞通知模块188的指令。在一个示例中，处理器182执行计量拥塞通知模块188的指令以实现本文中所公开的计量QCN方法。
[0020]图4是图示了交换机190的一个示例的框图。在一个示例中，交换机190提供参考图1先前所描述和图示的每个交换机108a和交换机108b以及参考图2先前所描述和图示的第一交换机136和第二交换机142。交换机190包括处理器192和存储器196。处理器192通过通信链路194被耦合到存储器196。
[0021 ] 处理器192包括CPU或另一适合的处理器。在一个示例中，存储器196存储由处理器192执行以便操作交换机190的指令。存储器196包括易失性和/或非易失性存储器的任何适合的组合，诸如RAM、ROM、闪速存储器和/或其他适合的存储器的组合。存储器196存储由处理器192执行的指令，包括计量拥塞通知模块198的指令。在一个示例中，处理器192执行计量拥塞通知模块198的指令以实现本文中所公开的计量QCN方法。
[0022]图5是图示了包括反向拥塞通知消息的计量QCN 200的一个示例的图。计量QCN200牵涉源队列或FIFO (诸如FIFO 202)、网络队列或FIFO (诸如FIFO 204)以及目的地队列或FIFO (诸如FIFO 206)。在该示例中，源设备(诸如服务器)在源FIFO 208中传送帧，并且在转发设备(诸如交换机)的网络FIFO 212中接收经传送的帧。网络FIFO 212中的帧被转发，并且在另一转发设备的网络FIFO 218中接收经转发的帧。网络FIFO 218中的帧被再次转发，并且在目的地设备(诸如服务器)的目的地FIFO 222中接收经转发的帧。
[0023]每个源的帧通过网络FIFO 212的流动通过如在下面参考图7所描述的单令牌桶或双令牌桶来计量。如果在网络FIFO 212中接收到的帧使分配给来自源FIFO 208的帧的流的令牌桶溢出，则可以对帧进行采样以便生成如在216处所指示的反向拥塞通知(BCN)消息。在一个示例中，可以有效地随机地对帧进行采样以便生成BCN消息。可以为网络FIFO212的每个采样帧生成反向拥塞通知消息。在一个示例中，在IEEE标准802.lua-2010中定义了反向拥塞通知消息。
[0024]每个源的帧通过网络FIFO 218的流动还通过单令牌桶或双令牌桶来计量。如果在网络FIFO 218中接收到的帧使分配给来自源FIFO 208的帧的流的令牌桶溢出，则可以对经转发的帧进行采样以便生成如在216处所指示的反向拥塞通知消息。可以为网络FIFO218的每个采样帧生成反向拥塞通知消息。
[0025]同样地，每个源的帧通过目的地FIFO 222的流动通过单令牌桶或双令牌桶来计量。如果在目的地FIFO 222中接收到的帧使分配给来自源FIFO 208的帧的流的令牌桶溢出，则可以对经转发的帧进行采样以便生成如在226处所指示的反向流控制通知消息。可以为目的地FIFO 222的每个采样帧生成反向拥塞通知消息。
[0026]每个反向拥塞通知消息216和反向拥塞通知消息226包括关于在过载点处的拥塞的程度的反馈信息。例如，在响应于使用于帧通过网络FIFO 212流动的令牌桶溢出而生成的反向拥塞通知消息中包括的反馈信息提供关于在用于帧的流动的FIFO 212处的拥塞的程度的信息。同样地，在响应于使用于帧通过目的地FIFO 222流动的令牌桶溢出而生成的反向拥塞通知消息中包括的反馈信息提供关于在用于帧的流动的目的地FIFO 222处的拥塞的程度的信息。每个反向拥塞通知消息都被传送到使令牌桶溢出的采样帧的源。在该示例中，每个反向拥塞通知消息216和反向拥塞通知消息226被传送到从源FIFO 208传送帧的源设备。
[0027]响应于接收到反向拥塞通知消息，源基于所接收到的反馈信息来减速(throttlesback)帧的流动(即，减小帧的传输速率)。源然后单方面地(即，在没有进一步反馈的情况下)递增地增加帧的流动以恢复损失的带宽并且以探测额外可