CN104429029B - 网络中通过中央控制器的基于延迟的业务速率控制 - Google Patents

Abstract

一个过程由在分离式架构网络中的控制器执行。控制器监视跨分离式架构网络的业务群组的拥塞，并且执行过程以提供基于延迟的数据率控制来减轻业务群组的拥塞。过程包括为每个业务群组配置入口交换器和出口交换器以在每个业务群组的数据分组到达入口交换器和出口交换器时收集它们的延迟测量数据。从每个业务群组的入口交换器和出口交换器接收延迟测量数据。检查任何业务群组的最小数据分组延迟是否超过定义的阈值。响应于超过定义的阈值，为分离式架构网络中的每个业务群组计算节流率。

Description

网络中通过中央控制器的基于延迟的业务速率控制

相关申请的交叉引用

本申请要求具有2012年7月10日提交的美国临时专利申请61/669943的优先权。

技术领域

本发明的实施例涉及分离式架构网络领域，并且更具体地说，涉及跨分离式架构网络的负载平衡。

背景技术

不同于在相同的盒（网络元素）中集成数据平面和控制平面的传统网络架构，分离式架构网络将这两个平面去耦，并且在可能与转发元素（交换器）在不同的物理位置中的服务器上执行控制平面。网络中分离式架构的使用允许简化实现转发平面的交换器，并且将网络的智能移到监视交换器的多个控制器中。

在传统架构中转发和控制平面的紧密耦合通常导致过度复杂的控制平面和复杂的网络管理。众所周知的是，这对新协议和技术发展造成大的负担和高障碍。尽管线速度、端口密度和性能快速改进，网络控制平面机制以比转发平面机制更慢得多的速度发展。

在分离式架构网络中，控制器从交换器收集信息，并且计算和分布适当的转发决定到交换器。控制器和交换器使用协议来传递和交换信息。此类协议的示例是OpenFlow（请访问www.openflow.org），它提供开放和标准的方法以便交换器与控制器进行通信，并且它在学界和业界都引起了相当大的关注。

发明内容

一个过程由在分离式架构网络中的控制器执行。所述控制器耦合到实现分离式架构网络的数据平面的多个交换器，其中，控制器监视跨分离式架构网络的业务群组的拥塞，并且执行所述过程以便提供基于延迟的数据率控制来减轻跨分离式架构网络的业务群组的拥塞，其中每个业务群组是要以相同方式处理的数据分组流，每个业务群组的数据分组具有来自用于分离式架构网络的多个交换器的共享入口交换器和出口交换器。过程包括为每个业务群组配置入口交换器和出口交换器以在每个业务群组的数据分组到达入口交换器和出口交换器时收集它们的延迟测量数据。从每个业务群组的入口交换器和出口交换器接收延迟测量数据。检查任何业务群组的最小数据分组延迟是否超过定义的阈值。响应于超过定义的阈值，为分离式架构网络中的每个业务群组计算节流率。

网络元素执行分离式架构网络中的控制器。控制器耦合到实现分离式架构网络的数据平面的多个交换器，其中，控制器监视跨分离式架构网络的业务群组的拥塞，并且执行方法以便提供基于延迟的数据率控制来减轻跨分离式架构网络的业务群组的拥塞，其中每个业务群组是要以相同方式处理的数据分组流，每个业务群组的数据分组具有来自用于分离式架构网络的多个交换器的共享入口交换器和出口交换器。网络元素包括配置成通过分离式架构网络接收数据业务的入口端口。网络元素还包括配置成通过分离式架构网络传送数据业务的出口端口。网络元素中的网络处理器以通信方式耦合到入口端口和出口端口，网络处理器配置成执行业务延迟监视模块、交换器配置模块和节流率计算模块。交换器配置模块配置成为每个业务群组配置入口交换器和出口交换器以在每个业务群组的数据分组到达所述入口交换器和出口交换器时收集它们的延迟测量数据。业务延迟监视模块配置成接收来自每个业务群组的入口交换器和出口交换器的延迟测量数据，并且节流率计算模块配置成检查任何业务群组的最小数据分组延迟是否超过定义的阈值，以及响应于超过定义的阈值，计算分离式架构网络中每个业务群组的节流率。

附图说明

通过参照下面的说明和用于示出本发明实施例的附图，可最好地理解本发明。在图中：

图1是用于业务速率控制的过程的一个实施例的流程图。

图2是在实现业务速率控制的网络元素中的组件的一个实施例的图。

图3是实现业务速率控制的分离式架构网络的一个实施例的图。

图4是实现业务速率控制的分离式架构网络的另一实施例的图。

具体实施方式

下面的描述了用于跨分离式架构网络管理业务速率或负载的方法和设备。在下面的描述中，陈述了许多特定的细节以便提供本发明更详尽的理解，如逻辑实现、操作码、指定操作数的手段、资源划分/共享/复制实现、系统组件的类型和相互关系及逻辑划分/集成选择。然而，本领域的技术人员将理解，可无需此类特定细节而实践本发明。在其它情况下，控制结构、门级电路和全软件指令序列未详细示出以免混淆本发明。通过包括的描述，本领域技术人员将能够在不进行不当实验的情况下实现适当的功能性。

说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“示例实施例”等的引用指所述实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括特定特征、结构或特性。另外，此类词语不一定指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合无论是否明确描述的其它实施例来实现此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。

在下面的说明和权利要求中，可使用术语“耦合”和“连接”及其衍生。应理解，这些术语无意作为彼此的同义词。“耦合”用于指示可相互直接物理或电接触或不直接物理或电接触的两个或更多个元素相互协作或交互。“连接”用于指示在相互耦合的两个或更多个元素之间通信的建立。

为便于理解，虚线在图中用于表示某些项目的可选性质（例如，本发明的给定的实现不支持的特征；给定的实现支持但在一些情况下使用并且在其它情况下不使用的特征）。

图中所示技术能使用在一个或更多个电子装置上存储和执行的代码和数据实现。此类电子装置使用非暂时性计算机可读存储媒体（例如，磁盘、光盘、只读存储器、闪存存储器装置、相变存储器）和暂时性计算机可读通信媒体（例如，电气、光学、声学或其它形式传播信号 - 如载波、红外信号、数字信号）存储和传递（在内部和/或通过网络与其它电子装置）代码和数据。另外，此类电子装置一般情况下包括与诸如存储装置、一个或更多个输入/输出装置（例如，键盘、触摸屏和/或显示器）和网络连接的一个或更多个其它组件耦合的一个或更多个处理器的集合。处理器的集合与其它组件的耦合一般情况下是通过一个或更多个总线或桥接器（也称为总线控制器）。存储装置和携带网络业务的信号分别表示一个或更多个非暂时性有形计算机可读存储媒体和暂时性计算机可读通信媒体。因此，给定的电子装置的存储装置一般情况下存储代码和/或数据以便在该电子装置的一个或更多个处理器的集合上执行。当然，本发明的实施例的一个或更多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。

概述

实施例提供用于分离式架构网络中的拥塞控制的过程和系统。方法和系统能够在任何网络中通过中央控制器实现，如通用多协议标签交换(GMPLS)网络。分离式架构网络设计在网络的控制与转发组件之间引入了分离。在此类架构的示例用例中有电信级网络的接入/聚合域、移动回程网络、云计算系统和多层（例如，因特网协议(IP)、以太网、光传输网络(OTN)和波分复用(WDM)）支持，所有这些是网络基础设施的主要构件。因此，这些网络的适当设计、管理和性能优化十分重要。

通过根据网络中的分组丢弃，调整终端主机的传送速率，传送控制协议(TCP)已在因特网中广泛用于拥塞控制。TCP的端对端拥塞控制机制对分组丢失做出的反应是降低在网络中未决未确认数据段的数量。然而，传统网络中实现的TCP拥塞控制和类似拥塞控制技术在性能和有效性方面受到限制。这些性能问题主要是因为拥塞控制机制的实现是使用分布式过程来执行。换而言之，决定是在每拥塞的链路基础上做出，而不是基于网络范围的拥塞状况。使用分布式拥塞控制机制，网络中的每个节点（即，网络元素）就分组丢弃（或标记）独立做出决定，这能够导致在竞争流中非最佳的带宽共享。

在一个实施例中，业务速率控制过程和系统以集中的方式实现分组节流。此过程能够通过中央控制器在分离式架构网络中实现：控制器基于收到的有关路径延迟的信息计算要求的节流率。此节流率信息被发送到入口交换器以便应用到进入的业务，由此实现基于端对端拥塞信息和条件而不是本地信息和条件的集中式拥塞控制。

集中式业务速率控制过程和系统与现有拥塞控制机制相比提供了优点，这是因为集中式业务速率控制过程和系统利用中央控制器的存在。控制器接收跨网络中所有（期望的）路径的至少单向延迟信息。这提供了网络中拥塞状况的网络范围视图，基于其能够做出更智能、有效和公平的拥塞控制和业务许可决定。此外，此集中式监视允许分组节流率可选地基于不同业务群组的优先级 - 即，具有更低优先级的业务群组的分组将在网络的入口更经常被丢弃。

基于延迟的速率控制要求仅从边界交换器收集统计。因此，与基于利用的方案相比，它特别有利，这是因为并非网络中的所有交换器能够收集速率统计并且将这些统计发送到控制器。本文中下面描述的过程和系统只要求在控制器管控的网络的边缘（即，在域的边缘）的边界交换器和类似网络元素的支持。实施例由此提供用于在分离式架构网络中基于跨网络（在边界交换器之间）的延迟测量的业务速率控制和分组节流，并且能够在任何网络中通过中央控制器实现。

实施例通过测量该群组遇到的跨网络的延迟，控制每个业务群组的速率。如果延迟超过某个阈值，则将该路径识别为拥塞。在控制器计算适当的节流率后，它将此信息发送到入口交换器，入口交换器然后能够开始相应地对拥塞的业务群组的分组进行节流。

业务速率控制过程和系统在包括由逻辑上集中的控制器控制的许多交换器的任何网络上操作。控制器聚集来自所有交换器的业务统计，并且基于此信息，做出有关分组丢弃率的决定。此决定被发送到适当的入口交换器，在这些交换器处，在拥塞时分组（按概率）被丢弃。

在一个实施例中，将分离式架构网络中的业务编组成不同业务群组，每个具有指派的权重。能够利用指派的权重，使得它们仅在网络拥塞时才生效。例如，在特定路径拥塞时，能够应用加权。控制器然后根据业务群组的权重计算共享该路径的每个业务群组的适当分组丢弃率。

通过权重指派，能够管理业务群组优先排序，并且不存在有关存在多少优先级别的约束。换而言之，添加更多的优先级别不会增加计算、信令或排队的复杂性（即，因为在网络内将没有用于不同业务群组的单独排队）。

能够为移动回程/核心网络实现业务速率控制过程和系统，移动回程/核心网络是能够从业务速率控制过程和系统提供的服务质量实现中受益的重要用例。运营商能够将用户（或应用）编组成业务群组，对业务群组进行优先排序，并且在拥塞时间期间根据指派的优先级别处理每个群组的业务，而不是为每个单独的用户强制实行保证的服务质量。

如上所述和本文中下面进一步描述的业务群组是需要由拥塞控制机制平等处理的分组的集合。例如，业务群组能够被定义为应用（通过端口号识别）、终端主机（通过源IP地址识别）、web服务器（通过目的地IP地址识别）、用户的聚合集合（属于ISP）、特定VLAN的业务、在入口-出口节点的特定对之间的业务及类似类型的数据业务。业务群组中的所有业务必须具有到分离式架构网络的相同进入点（入口交换器）和离开分离式架构网络的相同退出点（出口交换器）。另外，业务群组的分组全部需要遍历跨网络的相同路径（交换器和链路的相同集合）。

通过指派权重到不同业务群组，能够对它们进行优先排序，例如，能够用更大的权重指示在拥塞时丢弃更少的分组。权重能够是将指派到业务群组的任何任意正数。在一个实施例中，不同业务群组具有不同权重，而在其它实施例中，不止一个业务群组能够共享特定权重。权重的任何粒度或有关在分离式架构网络中指派的可能不同权重的数量的任何粒度能够得到业务速率控制过程和系统的支持。在一个实施例中，指派的权重在网络拥塞时生效。在分离式架构网络拥塞时，如本文中下面进一步解释的，能够基于群组的权重计算每个业务群组的要求的分组丢弃率。在一个实施例中，仅在两个业务群组遍历分离式架构网络中的相同拥塞链路时，两个业务群组的相对权重要紧。否则，两个业务群组可从未竞争相同资源，例如，在特定链路上的带宽。因此，在此示例中，用于每个业务群组的权重指派能够独立于其它业务群组。

在一个示例实施例中，延迟测量机制由中央控制器测量跨分离式架构网络的单向延迟。延迟测量机制是用于测量特定业务群组的“实际”数据分组经历的延迟，而不是将一些数据分组注入网络并且测量这些分组经历的延迟。延迟测量过程通过记录在相应业务群组遍历的路径的入口和出口交换器处业务群组的多个分组的到达时间来运行。如果在入口和出口交换器上的计时器同步，则在用于特定业务群组的入口交换器与出口交换器之间数据分组的延迟或遍历时间能够计算为在出口与入口交换器到达时间之间的时间差。

然而，挑战是在入口和出口交换器均记录分组的“相同”集合的到达时间。为解决此问题，在一个示例实施例中，采取了以下步骤，先在相应入口和出口交换器记录通过分离式架构网络在路径的入口和出口交换器属于期望的业务群组（即，数据流）的分组序列（例如，200个数据分组）的到达时间。接着，应用哈希函数到这些选择的数据分组以将完整分组编码到固定数量的比特中（在入口和出口交换器）。哈希值与时间戳一起存储在时间戳表(TST)或类似数据结构中。然后，将记录的时间信息发送到中央控制器。在控制器，比较具有相同哈希值的数据分组的时间戳。路径延迟被计算为两个时间戳之间的差。一旦收到时间戳数据，控制器便能够用信号通知入口和出口交换器，时间戳表能够进行重置，以便能够收集新到达数据分组的时间戳的另一集合。由控制器实现的此过程在本文中下面相对于图1进一步进行描述。然而，本领域技术人员将理解，其它延迟测量机制能够被利用，并且此示例作为说明并且不是限制提供。任何延迟测量机制能够用于收集延迟测量并且使延迟测量相关，所述延迟测量被检查以确定在入口交换器何时对数据业务节流。

图1是用于由分离式架构网络中控制器执行的业务速率控制的过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，在控制器启动时启动过程。然而，也能够在控制器的操作期间的任何时候启动过程。此过程可以作为启动过程的一部分启动，在管理员的指导下或在类似环境下。过程作为示例而不是限制提供，本领域技术人员将理解，本文中所述原理和步骤能够以不同方式布置或构建以实现分离式架构网络中的业务速率控制。类似地，将过程描述为由单个控制器为业务群组的集合和跨分离式架构网络与这些业务群组有关的路径的集合实现。此陈述用于澄清目的，本领域技术人员将理解，控制器功能能够是分布式的，并且任何数量的业务群组（或类似数据流编组）、交换器、路径及诸如此类也能够由过程支持。

在一个实施例中，控制器为每个业务群组配置入口交换器和出口交换器以在业务群组的数据分组到达每个入口交换器和出口交换器时收集它们的延迟测量数据（框101）。此延迟测量数据能够与在识别对应数据分组中使用的身份值一起收集。如上所述，每个业务群组具有单个入口交换器、单个出口交换器和在入口交换器与出口交换器之间跨分离式架构网络的单个路径。遍历分离式架构网络的数据分组能够只与一个业务群组相关联。在一个示例实施例中，用于每个延迟测量的身份值能够由任何类型的哈希函数生成，哈希函数能够由入口交换器和出口交换器用于为收到的每个数据分组生成哈希值，从而在入口交换器和出口交换器利用相同的哈希函数生成给定业务群组的哈希值。身份值帮助控制器确保在控制器收到类似的延迟测量数据以识别特定分组的遍历时间或分组延迟。入口交换器和出口交换器能够配置成记录并向控制器报告任何数量的数据分组延迟测量（例如，时间戳）。能够记录和报告每个数据分组延迟测量，或者能够记录采样。能够采用任何采样频率或模式。在一个实施例中，采样模式能够配置成在相应入口和出口交换器匹配。在其它实施例中，采样模式和频率不完全匹配或特别对齐。在此情况下，在控制器处可存在任何数量的不匹配的延迟测量，在利用匹配延迟测量时能够丢弃这些不匹配的延迟测量 。

在配置入口和出口交换器后，控制器能够开始接收来自每个业务群组的入口交换器和出口交换器的延迟测量数据（并且可选地接收相关联的身份值）（框103）。身份值和延迟测量数据能够以任何格式以及用任何元数据提供，使得控制器能够将来自入口和出口交换器的身份值相互匹配以及与特定业务群组匹配。能够以任何速率报告这些身份值和延迟测量数据，并且能够在这些报告中提供任何数量或格式的身份值和延迟测量数据。在一个实施例中，能够在规律的或调度的间隔提供消息或报告，所述消息或报告提供身份值和时间戳。在其它实施例中，在入口交换器或出口交换器的缓冲器、表或类似数据结构满或接近容量时，提供身份值和延迟测量数据。在其它实施例中，控制器能够轮询或类似地请求身份值和延迟测量数据。

在一些可选实施例中，在定义的时间间隔比较收到的延迟测量数据和身份值以识别允许为对应于匹配身份值的每个数据分组确定跨分离式架构网络的分组延迟的匹配身份值（框105）。能够将分组延迟计算为在其中存在匹配身份值（例如，哈希值）的延迟测量（例如，时间戳）之间的差。更精确地说，来自出口交换器的延迟测量能够被减去，或者类似地与入口交换器的延迟测量进行比较以确定特定业务群组的特定数据分组的分组延迟。类似于身份值和延迟测量数据的报告，定义的时间间隔能够基于调度、资源利用、数据接收或类似因素而改变。

然后，能够检查任何业务群组的最小数据分组延迟是否超过（或降到低于）定义的阈值（框107）。例如，为确定路径P是否拥塞，能够利用以下度量：控制器定期（期间为T）进行测量。在每个时间间隔T开始时，控制器进行路径的延迟上的一轮测量。这通过在路径的两个端点采样N个分组，并且找到其延迟测量（例如，时间戳）的差来进行。如果在一个间隔内测量的最小延迟超过阈值D，则宣布路径为拥塞。

Min（在路径P上测量的延迟）> D

参数T、N和D全部是能够由网络管理员或运营商适当地设置的可配置参数。这些参数能够各自不同地定义用于网络中的不同路径。设置这些参数的每个参数影响拥塞检测方案的准确度。本领域技术人员将理解，这些参数能够由网络管理员使用用于选择参数的任何系统或过程指定以便实现特定分离式架构网络的有效操作。为清晰起见，假设由网络管理员挑选了正确的时间间隔、数据分组样本的数量和延迟阈值，或者实现特定过程以便在控制器为网络中的每个期望的路径和业务群组自动选择这些参数。

因此，任何最小分组延迟的检测能够触发节流率的重新计算。然而，如果无最小分组延迟超过阈值差，则过程继续进行并且等待接收延迟测量数据的下一集合（框103）以便继续重新检查是否有超过的阈值，直至过程由网络管理员或类似的调度完成结束。

在已超过阈值的情况下，过程为分离式架构中的每个业务群组计算节流率（框109）。在一个实施例中，具有权重W _i 的业务群组i的分组丢弃率(P_i)将被计算为函数P_i = f(W_i)。能够为函数f利用任何分布或节流函数。本领域技术人员将理解，任何已知分布或节流函数能够配置成与为每个业务群组定义的权重的集合一起用于生成节流率的集合，其中每个业务群组一个节流率，每个节流率值指示能够由负责的入口交换器按概率丢弃数据分组的相对或绝对的率。过程可能能够挑选用于所有业务群组的相同丢弃率而不考虑其权重。然而，为提供更多优先级到权重更大的业务群组，丢弃率需要与W _i 成反比——即，更小的W _i 应产生相等或更大的分组丢弃率。

在控制器做出节流率决定后，将计算的率发送到对应入口交换器。每个业务群组的节流率被分布到对应业务群组的入口交换器以管控入口交换器处每个业务群组的数据分组的概率丢弃（框111）。入口交换器接收此信息时，它根据群组的节流率开始（按概率）丢弃每个业务群组的分组。入口交换器能够继续利用节流率，直到从控制器收到新的节流率。在其它实施例中，节流率能够是一旦拥塞减轻或者类似配置能够得以利用就被删除的临时设置。

在一个实施例中，在接收身份值和延迟测量数据后，或者在进行阈值检查后，控制器用信号通知已提供身份值和延迟测量数据的入口和出口交换器重置或清空用于存储身份值和延迟测量数据的数据结构。这为继续到达每个边界交换器的数据分组的延迟测量数据和身份值的继续收集释放了资源。

图2是在实现业务速率控制的网络元素中的组件的一个实施例的图。在一个实施例中，控制器201由路由器或类似网络元素实现。在其它实施例中，实现控制器201的网络元素是服务器或类似计算装置。控制器201能够实现为在网络元素上由诸如网络处理器207的通用处理器或专用处理器执行的软件。控制器201能够存储在网络元素中的工作存储器215或类似存储空间中，或者利用工作存储器215或类似存储空间。控制器201能够包括未示出的与分离式架构中交换器的管理有关的许多组件和功能。为清晰起见，示出了实现控制器201的业务速率控制功能的组件。

在一个实施例中，控制器201包括入口端口203和出口端口205的集合或者与其进行通信。这些端口允许在分离式架构网络中在控制器201与控制器201控制下的交换器之间的通信。端口203、205能够处理在与分离式架构网络的其它交换器的通信的L1/L2和更低层的进入和外出通信。更高层的处理因而能够由网络处理器207执行。入口端口203和出口端口205能够接收来自报告身份值和延迟测量数据的交换器的消息以及发送配置消息和类似通信以便实现业务速率控制过程。

网络处理器207能够通过包括业务延迟监视模块209、交换器配置模块211、节流率计算模块213和类似组件的组件集合来实现本文中上面描述的功能性。本领域技术人员将理解，模块作为示例提供，并且功能能够使用控制器201内或者跨多个控制器分布的功能性的任何分布和编组实现。

在一个实施例中，业务延迟监视模块209接收来自连接的交换器的身份值和/或延迟测量数据，并且将其存储在存储器215中的延迟测量表217中。能够使用任何数量、大小或配置的延迟测量表，从而保持延迟测量数据219和身份值221数据，并且保持这些值之间的关联以及与特定业务群组或类似数据流编组的关联。业务延迟监视模块209也能够在定义的时间间隔比较收到的延迟测量数据以找到具有匹配身份值的那些。业务延迟监视模块209还能够使用相应延迟测量数据，为对应于匹配身份值的每个数据分组确定跨分离式架构网络的数据分组延迟。

在一个实施例中，交换器配置模块211由网络处理器执行以配置用于每个业务群组的入口交换器和出口交换器。配置包括配置入口交换器和出口交换器以在每个业务群组的数据分组以及对应数据分组的身份值到达入口交换器和出口交换器时收集它们的延迟测量数据。交换器配置模块211能够生成配置消息，配置消息规定要利用的延迟测量机制、业务群组定义、用于延迟测量报告的间隔以及在入口和出口交换器实现的业务速率控制过程的类似特性。交换器配置模块211也能够生成消息以通知入口交换器要用于每个业务群组的节流率，包括从节流率计算模块213收到的开始节流率和重新计算的节流率。

节流率计算模块213由网络处理器207执行以检查任何业务群组的最小数据分组延迟是否超过定义的阈值，并且响应于超过定义的阈值，计算分离式架构网络中每个业务群组的节流率。节流率计算模块213能够实现任何节流功能以跨分离式架构网络分布负载。节流率计算模块213能够应用权重的集合到由网络管理员配置或类似地如为每个业务群组预定义的函数。然后，能够将节流率的产生的集合提供到交换器配置模块211以便分布到相应入口交换器。

存储器215能够是任何种类、数量或各种存储装置，包括动态随机存取存储器、静态存储器、磁盘或类似的存储装置。存储器215能够存储由网络处理器207执行的模块的代码及诸如延迟测量表217的实现节流率控制过程所需要的数据结构。存储器中存储的其它信息和数据结构能够包括哈希函数、业务群组的加权数据、业务群组数据及类似信息。

图3是实现业务速率控制的分离式架构网络的一个实施例的图。在一个实施例中，分离式架构网络313能够包括管理跨网络313的数据业务流的任何数量的交换器和控制器。图示的示例实施例示出将与特定业务群组相关联的单个路径。这是作为示例提供，分离式架构网络能够包括跨网络的任何数量的交换器和路径。

在示例实施例中，业务群组具有在到达分离式架构网络313中的出口交换器303之前遍历交换器305、313的入口交换器301。拥塞例如能够在交换器305、313之间发生，然而，节流率控制过程不要求这些中间交换器中的任一个参与过程。而是，包括入口交换器301和出口交换器303的边界交换器报告延迟测量数据，延迟测量数据使得控制器201能够将节流率发送到调整跨拥塞链路的数据业务的速率的入口路由器301。为可遍历拥塞链路的其它业务群组计算类似的节流率以降低拥塞，并且优先处理跨拥塞链路的业务，同时降低分离式架构313中将不能遍历拥塞链路的总业务。

图4是实现业务速率控制的分离式架构网络的另一实施例的图。此示例实施例示出在入口交换器301和出口交换器303收集和报告哈希值形式的身份值和时间戳形式的延迟测量数据。本领域技术人员将理解，这作为示例而不是限制提供。能够结合节流率过程利用任何类型的延迟测量机制。在此示例中，每个交换器301、303保持时间戳表(TST)。每个交换器301、303根据配置的采样模式或频率收集相应TST的数据。

在示例中，每个交换器301、303已收到要采样的四个分组的集合（在此情况下，它们相同，但这不是必需的）。在每个交换器301、303收到的每个分组具有添加到TST的时间戳T1-T4以及在对应分组的报头或任何部分上计算的哈希值H1-H4，使得每个哈希值本质上是唯一的。每个哈希值和时间戳元组因此记录在本地TST中。

在TST变满时，每个交换器301、303能够在定义的间隔，响应来自控制器201的请求和/或在类似情况下，将其自己的TST供应到控制器201。在控制器201接收或使用收到的TST时，控制器将“重置TST”命令发送到每个交换器301、303。重置TST命令引导交换器301、303清空已由控制器201处理的TST的条目，以便为在正在进行的业务监视过程中的另外条目腾出空间。

如本文中所述，指令可指诸如配置成执行某些操作或者具有预确定的功能性或在非暂时性计算机可读媒体中包含的存储器中存储的软件指令的专用集成电路(ASIC)的硬件的特定配置。因此，附图中所示技术可使用一个或更多个电子装置（例如，终端站、网络元素）上存储和执行的代码和/或数据来实现。此类计算装置使用计算机可读媒体存储和传递（在内部和/或通过网络与其它电子装置）代码和数据，计算机可读媒体例如非暂时性计算机可读存储媒体（例如，磁盘、光盘、随机存取存储器、只读存储器、闪存装置、相变存储器）和暂时性计算机可读通信媒体（例如，电气、光学、声学或其它形式传播信号 - 如载波、红外信号、数字信号）。另外，此类电子装置一般情况下包括耦合到诸如一个或更多个存储装置（非暂时性机器可读存储媒体）、用户输入/输出装置（例如，键盘、触摸屏和/或显示器）和网络连接的一个或更多个其它组件的一个或更多个处理器的集合。处理器的集合与其它组件的耦合一般情况下是通过一个或更多个总线和桥接器（也称为总线控制器）。因此，给定电子装置的存储装置一般情况下存储代码和/或数据以便在该电子装置的一个或更多个处理器的集合上执行。当然，本发明的实施例的一个或更多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。

虽然图中的流程图示出本发明的某些实施例执行的操作的特定顺序，但应理解，这样的顺序是示范性的（例如，备选实施例可以用不同的顺序执行操作，组合某些操作，重叠某些操作等）。

虽然已根据几个实施例描述本发明，但本领域的技术人员将认识到本发明不限于所述实施例，通过在随附权利要求的精神和范围内的修改和变化，能够实践本发明。描述因此要视为是说明性的而不是限制性的。

Claims (14)

1.一种由分离式架构网络中的控制器执行的方法，所述控制器耦合到实现所述分离式架构网络的数据平面的多个交换器，其中所述控制器监视跨所述分离式架构网络的业务群组的拥塞，并且执行所述方法以便提供基于延迟的数据率控制来减轻跨所述分离式架构网络的所述业务群组的拥塞，其中每个业务群组是将要以相同方式进行处理的数据分组流，每个业务群组的所述数据分组具有来自用于所述分离式架构网络的所述多个交换器的共享入口交换器和出口交换器，所述方法包括以下步骤：

为每个业务群组配置(101)入口交换器和出口交换器以在每个业务群组的数据分组到达所述入口交换器和出口交换器时收集它们的延迟测量数据；

从每个业务群组的所述入口交换器和出口交换器接收(103)所述延迟测量数据；

检查(107)任何业务群组的最小数据分组延迟是否超过定义的阈值；以及

响应于超过所述定义的阈值，为所述分离式架构网络中的每个业务群组计算(109)节流率。

2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

将每个业务群组的所述节流率分布(111)到对应业务群组的所述入口交换器以管控按概率丢弃所述入口交换器处每个业务群组的数据分组。

3.如权利要求1所述的方法，其中配置所述入口交换器和出口交换器还包括以下步骤：

配置(101)所述入口交换器和出口交换器使用所述数据分组的任何部分生成身份值以便生成链接数据分组的对应延迟测量数据的所述身份值。

4.如权利要求1所述的方法，其中配置所述入口交换器和出口交换器还包括以下步骤：

配置(101)所述入口交换器和出口交换器定期以表的形式提供延迟测量数据和身份值到所述控制器。

5.如权利要求1所述的方法，其中通过从相关联业务群组的数据分组延迟的集合中取最小数据分组延迟来计算所述最小数据分组延迟，数据分组延迟的所述集合包括自先前最小数据分组延迟计算以来收到的延迟测量数据的数据分组延迟。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

响应于处理所述收到的延迟测量数据，用信号通知所述入口交换器或所述出口交换器发送另外的延迟测量数据。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：

在定义的时间间隔比较(105)具有匹配身份值的收到的延迟测量数据以便为对应于所述匹配身份值的每个数据分组确定跨所述分离式架构网络的数据分组延迟。

8.一种执行分离式架构网络中的控制器的网络元素，所述控制器耦合到实现所述分离式架构网络的数据平面的多个交换器，其中所述控制器监视跨所述分离式架构网络的业务群组的拥塞并且执行方法以便提供基于延迟的数据率控制来减轻跨所述分离式架构网络的所述业务群组的拥塞，其中每个业务群组是将要以相同方式进行处理的数据分组流，每个业务群组的所述数据分组具有来自用于所述分离式架构网络的所述多个交换器的共享入口交换器和出口交换器，所述网络元素包括：

入口端口(203)，配置成通过所述分离式架构网络接收数据业务；

出口端口(205)，配置成通过所述分离式架构网络传送数据业务；

网络处理器(207)，以通信方式耦合到所述入口端口和出口端口，所述网络处理器配置成执行业务延迟监视模块、交换器配置模块和节流率计算模块，

所述交换器配置模块配置成为每个业务群组配置入口交换器和出口交换器以在每个业务群组的数据分组到达所述入口交换器和出口交换器时收集它们的延迟测量数据；

所述业务延迟监视模块(209)配置成从每个业务群组的所述入口交换器和出口交换器接收延迟测量数据，以及

所述节流率计算模块(213)配置成检查任何业务群组的最小数据分组延迟是否超过定义的阈值，并且响应于超过所述定义的阈值，计算所述分离式架构网络中每个业务群组的节流率。

9.如权利要求8所述的网络元素，其中所述节流率计算模块还配置成将用于每个业务群组的所述节流率分布到对应业务群组的所述入口交换器，以便管控按概率丢弃所述入口交换器处每个业务群组的数据分组。

10.如权利要求8所述的网络元素，其中所述交换器配置模块还配置成配置所述入口交换器和出口交换器以在所述数据分组的任何部分上生成身份值。

11.如权利要求8所述的网络元素，其中所述交换器配置模块还配置成配置所述入口交换器和出口交换器定期以表的形式提供所述延迟测量数据到所述控制器。

12.如权利要求8所述的网络元素，其中所述节流率计算模块还配置成通过从相关联业务群组的数据分组延迟的集合中取最小数据分组延迟来计算所述最小数据分组延迟，数据分组延迟的所述集合包括来自自先前最小数据分组延迟计算以来收到的延迟测量数据的数据分组延迟。

13.如权利要求12所述的网络元素，其中所述业务延迟监视模块还配置成响应于处理所述收到的延迟测量数据，用信号通知所述入口交换器或所述出口交换器发送另外的延迟测量数据。

14.如权利要求8所述的网络元素，其中所述业务延迟监视模块配置成在定义的时间间隔比较具有匹配身份值的收到的延迟测量数据以便为对应于所述匹配身份值的每个数据分组确定跨所述分离式架构网络的数据分组延迟。