CN108965151A - 一种基于排队时延的显式拥塞控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于排队时延的显式拥塞控制方法，包括：在当前传输轮次，发送端设置数据包的拥塞门限值与上一传输轮次ACK包的拥塞门限值相同，设置数据包的排队时延并发送数据包；交换机转发数据包，并根据数据包的拥塞门限值设置数据包的ECN拥塞标志，以及更新数据包的排队时延；接收端接收数据包，获得数据包的排队时延作为端到端排队时延以由此计算新的拥塞门限值，根据新的拥塞门限值和数据包的ECN拥塞标志对应地设置ACK包，以及将ACK包发送至发送端；发送端接收ACK包，并根据ACK包的ECN拥塞标志进行速率控制和流量调度。本发明能够动态地为数据中心网络传输方案提供精确的门限值，并为不同优先级的应用提供差异化的门限值。

Description

一种基于排队时延的显式拥塞控制方法

技术领域

本发明属于数据中心网络传输控制领域，更具体地，涉及一种基于排队时延的显式拥塞控制方法。

背景技术

拥塞控制是提高网络资源利用率、优化网络传输的重要方法，一些网络传输方案利用精确的拥塞控制机制来优化网络传输质量，并提高网络资源利用率。尤其是在低时延高并发的数据中心网络，精确的拥塞反馈机制，直接决定着网络传输方案的性能。

拥塞控制的精度一般取决于反馈信息的准确性和粒度。现有的拥塞控制机制大致可分为两类：隐式的拥塞反馈控制机制和显式的拥塞反馈控制机制(explicit congestionnotification，ECN)。

隐式的拥塞反馈控制机制，如TCP协议利用数据包的超时重传信息，在主机端调节数据流的发送窗口大小，用以调节数据流的发送速率。这类拥塞反馈一般用于对时延要求较低的网络，因为这类隐式的拥塞反馈，无法精确的反馈网络中不同数据流的拥塞情况；只能用相同的拥塞控制方案处理所有不同大小的数据流。

显式的拥塞反馈控制机制(explicit congestion notification，ECN)通过对比一个固定的显式拥塞通知门限值和当前队列的队列长度，来判断是否要在数据包的TOS(Type of Service)给出ECN拥塞标记。然后，反馈给源端，源端通过数据包的拥塞反馈信息，基于数据中心网络传输方案所制定的具体的拥塞和流量调度算法来实施拥塞控制和流量调度。另外，还有一类基于时间的显式的拥塞反馈控制机制(Time-based CongestionNotification，TCN)，该方案对比一个固定的基于时间的显式拥塞通知门限值和当前数据包的排队时间，来判断是否要在数据包的TOS给出ECN拥塞标记。

但是，面对诸多不同的应用需求和高变化的数据中心网络环境，当前的显式的拥塞反馈控制机制面临着两个难题：(1)网络拥塞是由变化的应用和变化的网络状况决定的，精确的拥塞反馈需要基于变化的应用和变化的网络状况，动态地调节显示拥塞通知的门限值；当前的显式的拥塞反馈控制机制仅利用一个静态的标记门限值，因而无法为高度变化和复杂的数据中心网络提供精确的拥塞反馈信息；(2)为了为不同需求的应用提供差异化的服务，现在的数据中心交换机支持多个QoS队列，一些传输方案结合具体的多队列调度算法实施丰富的多队列调度方案，而当前的显示拥塞通知机制是基于单个队列的拥塞门限值，不适用于多队列的调度方案，也无法利用一个相同的门限值，来区分多个不同的优先级队列。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于排队时延的显式拥塞控制方法，其目的在于，利用端到端的排队时延，动态地调节显示拥塞通知门限值，以有效地处理应用和网络状况的变化带来的拥塞，并基于不同应用的平均排队时延，为不同优先级的应用提供差异化的显示拥塞通知门限值，以最大化网络资源利用率。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于排队时延的显式拥塞控制方法，包括：

(1)在当前传输轮次，发送端获得上一传输轮次的ACK包的拥塞门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的拥塞门限值，同时在数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送数据包；

(2)发送端和接收端之间的一个或多个交换机转发数据包，并在数据包经过其中任意一个交换机时，由该交换机根据数据包的拥塞门限值设置数据包的ECN拥塞标志，并更新数据包的排队时延；

(3)接收端接收数据包，并执行如下操作：获得数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据端到端排队时延计算新的拥塞门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得数据包的ECN拥塞标志，并在ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将ACK包发送至发送端；

(4)发送端接收ACK包，并获得ACK包的ECN拥塞标志，以在ACK包的ECN拥塞标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制；

其中，排队时延用于记录数据包当前已经历的时间；拥塞门限值为显式拥塞通知门限值或基于时间的显式拥塞通知门限值，用于判断网络是否拥塞。

重复执行上述的步骤(1)～(4)，即可持续执行对数据中心网络的显式拥塞控制。

进一步地，步骤(1)中，发送端在数据包IP头部的可选域设置排队时延的方法包括：

分别获得数据包进入发送端网卡队列的时间t_0en和数据包离开发送端网卡队列的时间t_0de，由此计算数据包穿过发送端网卡队列的时间为：D₀＝t_0de-t_0en；

将数据包的排队时延设置为D₀。

进一步地，步骤(2)中，交换机更新数据包的排队时延的方法包括：

分别获得数据包进入该交换机内部队列的时间t_ien和数据包离开该交换机内部队列的时间t_ide，由此计算数据包穿过该交换机内部队列的时间为：d_i＝t_ide-t_ien；

获得数据包到达该交换机时数据包的排队时延D_i-1；

计算新的排队时延为：D_i＝D_i-1+d_i，并将数据包的排队时延重新设置为D_i，由此完成数据包的排队时延的更新。

进一步地，拥塞门限值为显式拥塞通知门限值时，步骤(2)中，交换机根据数据包的拥塞门限值设置数据包的ECN拥塞标志的方法包括：

在数据包进入该交换机内部队列时，若当前队列长度大于拥塞门限值，则设置数据包的ECN拥塞标志，以显示网络拥塞；否则，不修改数据包的ECN拥塞标志。

更进一步地，拥塞门限值为显式拥塞通知门限值时，步骤(3)中，接收端根据端到端排队时延计算新的门限值，包括如下步骤：

(31)根据链路容量的拥塞排队时延门限值T，计算单个队列的平均排队时延为：A(t)＝δ·T；

(32)根据数据包所属应用的优先级以及平均排队时延A_j(t)，对应地计算优先级为j的队列的平均排队时延为：

(33)根据端到端排队时延及平均排队时延A_j(t)计算门限值的动态调节因子计算公式如下：

(34)获得当前传输轮次数据包的拥塞门限值K_r(t)，由此计算新的门限值K_r+1(t)，计算公式如下：

其中，δ为根据链路带宽设定的因子，j为数据包所属应用的优先级，n为单个交换机端口支持的队列数量，α为依据数据中心网络传输方案设定的可调参数，D_j(t)为端到端排队时延，K_s为标准的静态显式拥塞通知门限值，且0＜δ＜1，1≤j≤n；r表示端到端传输的轮次，且r＝0表示端到端传输的首个轮次。

进一步地，拥塞门限值为基于时间的显式拥塞通知门限值时，步骤(2)中，交换机根据数据包的拥塞门限值设置数据包的ECN拥塞标志的方法包括：

若数据包穿过该交换机内部队列所需的时间大于拥塞门限值，则设置数据包的ECN拥塞标志，以显示网络拥塞；否则，不修改数据包的ECN拥塞标志。

更进一步地，拥塞门限值为基于时间的显式拥塞通知门限值时，步骤(3)中，接收端根据端到端排队时延计算新的门限值，包括如下步骤：

(31)根据链路容量的拥塞排队时延门限值T，计算单个队列的平均排队时延为：A(t)＝δ·T；

(32)根据数据包所属应用的优先级以及平均排队时延A_j(t)，对应地计算优先级为j的队列的平均排队时延为：

(33)根据端到端排队时延及平均排队时延A_j(t)计算门限值的动态调节因子计算公式如下：

(34)获得当前传输轮次数据包的拥塞门限值T_r(t)，由此计算新的拥塞门限值T_r+1(t)，计算公式如下：

其中，δ为根据链路带宽设定的因子，j为数据包所属应用的优先级，n为单个交换机端口支持的队列数量，α为依据数据中心网络传输方案设定的可调参数，D_j(t)为端到端排队时延，T_s为标准的静态的基于时间的显式拥塞通知门限值，且0＜δ＜1，1≤j≤n；r表示端到端传输的轮次，且r＝0表示端到端传输的首个轮次。

按照本发明的第二方面，提供了一种基于排队时延的显式拥塞控制系统，包括：发送端、接收端以及发送端和接收端之间的一个或多个交换机；

发送端，用于在当前传输轮次，获得上一传输轮次的ACK包的拥塞门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的拥塞门限值，同时在数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送数据包；

交换机，用于转发数据包，并在数据包经过该交换机时，由该交换机根据数据包的拥塞门限值设置数据包的ECN拥塞标志，并更新数据包的排队时延；

接收端，用于接收数据包，并执行如下操作：获得数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据端到端排队时延计算新的拥塞门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得数据包的ECN拥塞标志，并在ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将ACK包发送至发送端；

发送端，还用于接收ACK包，并获得ACK包的ECN拥塞标志，以在ACK包的ECN拥塞标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制；

其中，排队时延用于记录数据包当前已经历的时间；拥塞门限值为显式拥塞通知门限值或基于时间的显式拥塞通知门限值，用于判断网络是否拥塞。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明所提供的基于排队时延的显式拥塞控制方法，由发送端在数据包中设定排队时延的初值，并在交换机转发数据包的过程中由每一个交换机更新数据包的排队时延，由此使得接收端接受数据包后从中获取的端到端排队时延能够有效反映应用和网络的变化情况，从而接收端能够根据端到端排队时延动态地为数据中心网络传输方案计算出精确的门限值，进而效地处理应用和网络状况的变化带来的拥塞。

(2)本发明所提供的基于排队时延的显式拥塞控制方法，接收端根据端到端排队时延计算新的拥塞门限值时，会根据数据包所属应用的优先级计算相应的动态调节因子，并进一步根据所计算的动态调节因子计算新的拥塞门限值，以便于后一传输轮次中进行网络拥塞判断。因此，能有效地为不同优先级的应用提供差异化的通知门限值，从而能有效地区分不同的应用，最大化网络资源利用率。

附图说明

图1为现有的数据包TOS域标记图；

图2为本发明实施例提供的基于排队时延显示拥塞通知的系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

传统的拥塞控制机制利用数据包的超时作为拥塞信号，这是一种隐式的拥塞控制，不能较准确地反映网络的拥塞状况，网络对发送端来说相当于一个“黑盒子”，整个过程仅凭丢包，或者RTT超时来判断网络是否发生拥塞，这种拥塞控制方法很难提供比较准确的网络拥塞反馈。交换机作为网络传输的主体，参与了整个网络拥塞控制过程。因此，许多新型高效的拥塞反馈控制机制，结合交换机来提供显式的拥塞反馈。显式拥塞通知机制就是基于这种原理，显式拥塞通知机制将交换机加入到拥塞控制过程中，与终端系统共同协作动态地调节网络状态。

如图1所示，显式拥塞通知机制利用使用数据包IP首部TOS域的2位来记录ECN拥塞标志，当数据包到达接收端，接收端可根据数据包的ECN拥塞标志知道数据包是否在某个位置经历过拥塞。然而，需要了解拥塞情况并作出反馈调节的是发送端，而非接收端。因此，接收方使用下一个ACK通知发送方有拥塞发生，然后，发送端再根据具体的传输方案来实施速率控制和流量控制。

在网络层，主机和交换机必须表明是否支持ECN机制。IP首部中的8位服务类型域(TOS)最初在RFC791中被定义为发送优先级、时延、吞吐量、可靠性和消耗性等特征。在RFC2474中被重新定义为包含一个6位的区分服务码点(DSCP)和两个未使用的位。DSCP值表明一个在路由器上配置的队列的和队列相关联的发送优先级。IP对ECN的支持用到了TOS域中剩下的两位。如果主机使用ECN机制，其数据包的ECN域将被设置为01或者10。对于支持ECN的主机发送的数据包，当交换机检查到队列长度超过ECN门限值，交换机将数据包的ECN域设置为11。同样地，在支持TCN的系统中，当交换机检查到数据包穿过其内部队列所需的时间超过TCN门限值，交换机会将数据包的ECN域设置为11。

基于以上标准，在支持ECN的系统中，本发明所提供的基于端到端排队时延的显式拥塞控制方法，包括如下步骤：

(1)在当前传输轮次，发送端获得上一传输轮次的ACK包的显式拥塞通知门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的显式拥塞通知门限值，同时在数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送数据包；排队时延用于记录数据包当前已经历的时间；

在一个可选的实施方式中，发送端在数据包IP头部的可选域设置排队时延的方法包括：

分别获得数据包进入发送端网卡队列的时间t_0en和数据包离开发送端网卡队列的时间t_0de，由此计算数据包穿过发送端网卡队列的时间为：D₀＝t_0de-t_0en；

将数据包的排队时延设置为D₀；

(2)发送端和接收端之间的一个或多个交换机转发数据包，并在数据包经过其中任意一个交换机时，由该交换机根据数据包的显示拥塞通知门限值设置数据包的ECN拥塞标志，以及更新数据包的排队时延；

在一个可选的实施方式中，交换机根据数据包的显式拥塞通知门限值设置数据包的ECN拥塞标志的方法包括：

在数据包进入该交换机内部队列时，若当前队列长度大于该显式拥塞通知门限值，则设置数据包的ECN拥塞标志，以显示网络拥塞；否则，不修改数据包的ECN拥塞标志；

交换机更新数据包的排队时延的方法包括：

分别获得数据包进入该交换机内部队列的时间t_ien和数据包离开该交换机内部队列的时间t_ide，由此计算数据包穿过该交换机内部队列的时间为：d_i＝t_ide-t_ien；

获得数据包到达该交换机时数据包的排队时延D_i-1；

计算新的排队时延为：D_i＝D_i-1+d_i，并将数据包的排队时延重新设置为D_i，由此完成数据包的排队时延的更新；

(3)接收端接收数据包，并执行如下操作：获得数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据端到端排队时延计算新的显式拥塞通知门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得数据包的ECN拥塞标志，并在ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将ACK包发送至发送端；

在一个可选的实施方式中，接收端根据端到端排队时延计算新的显式拥塞通知门限值，包括如下步骤：

(31)根据链路容量的拥塞排队时延门限值T，计算单个队列的平均排队时延为：A(t)＝δ·T；

(32)根据数据包所属应用的优先级以及平均排队时延A_j(t)，对应地计算优先级为j的队列的平均排队时延为：

(33)根据端到端排队时延及平均排队时延A_j(t)计算显式拥塞通知门限值的动态调节因子计算公式如下：

(34)获得当前传输轮次数据包的显式拥塞通知门限值K_r(t)，由此计算新的显式拥塞通知门限值K_r+1(t)，计算公式如下：

其中，δ为根据链路带宽设定的因子，j为数据包所属应用的优先级，n为单个交换机端口支持的队列数量，α为依据数据中心网络传输方案设定的可调参数，D_j(t)为端到端排队时延，K_s为标准的静态显式拥塞通知门限值，且0＜δ＜1，1≤j≤n；r表示端到端传输的轮次，且r＝0表示端到端传输的首个轮次；

(4)发送端接收ACK包，并获得ACK包的ECN拥塞标志，以在ACK包的ECN标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制。

重复执行上述步骤(1)～(4)，即可持续执行对数据中心网络的显式拥塞控制。

在支持TCN的系统中，本发明所提供的基于排队时延的显式拥塞控制方法，包括如下步骤：

(1)在当前传输轮次，发送端获得上一传输轮次的ACK包的基于时间的显式拥塞通知门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的基于时间的显式拥塞通知门限值，同时在数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送数据包；

在一个可选的实施方式中，发送端在数据包IP头部的可选域设置排队时延的方法包括：

分别获得数据包进入发送端网卡队列的时间t_0en和数据包离开发送端网卡队列的时间t_0de，由此计算数据包穿过发送端网卡队列的时间为：D₀＝t_0de-t_0en；

将数据包的排队时延设置为D₀；

(2)发送端和接收端之间的一个或多个交换机转发数据包，并在数据包经过其中任意一个交换机时，由该交换机根据数据包的基于时间的显式拥塞通知门限值设置数据包的ECN拥塞标志，并更新数据包的排队时延；

在一个可选的实施方式中，交换机根据数据包的基于时间的显式拥塞通知门限值设置数据包的ECN拥塞标志的方法包括：

若数据包穿过该交换机内部队列所需的时间大于该基于时间的显式拥塞通知门限值，则设置数据包的ECN拥塞标志，以显示网络拥塞；否则，不修改数据包的ECN拥塞标志；

交换机更新数据包的排队时延的方法包括：

分别获得数据包进入该交换机内部队列的时间t_ien和数据包离开该交换机内部队列的时间t_ide，由此计算数据包穿过该交换机内部队列的时间为：d_i＝t_ide-t_ien；

获得数据包到达该交换机时数据包的排队时延D_i-1；

计算新的排队时延为：D_i＝D_i-1+d_i，并将数据包的排队时延重新设置为D_i，由此完成数据包的排队时延的更新；

(3)接收端接收数据包，并执行如下操作：获得数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据端到端排队时延计算新的基于时间的显式拥塞通知门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得数据包的ECN拥塞标志，并在ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将ACK包发送至发送端；

在一个可选的实施方式中，接收端根据端到端排队时延计算新的基于时间的显式拥塞通知门限值，包括如下步骤：

(31)根据链路容量的拥塞排队时延门限值T，计算单个队列的平均排队时延为：A(t)＝δ·T；

(32)根据数据包所属应用的优先级以及平均排队时延A_j(t)，对应地计算优先级为j的队列的平均排队时延为：

(33)根据端到端排队时延及平均排队时延A_j(t)计算门限值的动态调节因子计算公式如下：

(34)获得当前传输轮次数据包的基于时间的显式拥塞通知门限值T_r(t)，由此计算新的基于时间的显式拥塞通知门限值T_r+1(t)，计算公式如下：

其中，δ为根据链路带宽设定的因子，j为数据包所属应用的优先级，n为单个交换机端口支持的队列数量，α为依据数据中心网络传输方案设定的可调参数，D_j(t)为端到端排队时延，T_s为标准的静态的基于时间的显式拥塞通知门限值，且0＜δ＜1，1≤j≤n；r表示端到端传输的轮次，且r＝0表示端到端传输的首个轮次；

(4)发送端接收ACK包，并获得ACK包的ECN拥塞标志，以在ACK包的ECN拥塞标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制。

重复执行上述步骤(1)～(4)，即可持续执行对数据中心网络的显式拥塞控制。

相应地，本发明还提供了一种基于排队时延的显式拥塞控制系统，如图2所示，包括：发送端、接收端以及发送端和接收端之间的一个或多个交换机；

发送端，用于在当前传输轮次，获得上一传输轮次的ACK包的拥塞门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的拥塞门限值，同时在数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送数据包；

交换机，用于转发数据包，并在数据包经过该交换机时，由该交换机根据数据包的拥塞门限值设置数据包的ECN拥塞标志，并更新数据包的排队时延；

接收端，用于接收数据包，并执行如下操作：获得数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据端到端排队时延计算新的拥塞门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得数据包的ECN拥塞标志，并在ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将ACK包发送至发送端；

发送端，还用于接收ACK包，并获得ACK包的ECN拥塞标志，以在ACK包的ECN拥塞标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制；

其中，排队时延用于记录数据包当前已经历的时间；拥塞门限值为显式拥塞通知门限值或基于时间的显式拥塞通知门限值，用于判断网络是否拥塞。；

在本发明实施例中，各模块的具体实现方式可以参考上述方法实施例中的描述，本实施例将不再复述。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，包括：

(1)在当前传输轮次，发送端获得上一传输轮次的ACK包的拥塞门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的拥塞门限值，同时在所述数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送所述数据包；

(2)所述发送端和接收端之间的一个或多个交换机转发所述数据包，并在所述数据包经过其中任意一个交换机时，由该交换机根据所述数据包的拥塞门限值设置所述数据包的ECN拥塞标志，并更新所述数据包的排队时延；

(3)所述接收端接收所述数据包，并执行如下操作：获得所述数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据所述端到端排队时延计算新的拥塞门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得所述数据包的ECN拥塞标志，并在所述ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将所述ACK包发送至所述发送端；

(4)所述发送端接收所述ACK包，并获得所述ACK包的ECN拥塞标志，以在所述ACK包的ECN拥塞标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制；

其中，所述排队时延用于记录所述数据包当前已经历的时间；所述拥塞门限值为显式拥塞通知门限值或基于时间的显式拥塞通知门限值，用于判断网络是否拥塞。

2.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，发送端在所述数据包IP头部的可选域设置排队时延的方法包括：

分别获得所述数据包进入所述发送端网卡队列的时间t_0en和所述数据包离开所述发送端网卡队列的时间t_0de，由此计算所述数据包穿过所述发送端网卡队列的时间为：D₀＝t_0de-t_0en；

将所述数据包的排队时延设置为D₀。

3.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，交换机更新所述数据包的排队时延的方法包括：

分别获得所述数据包进入该交换机内部队列的时间t_ien和所述数据包离开该交换机内部队列的时间t_ide，由此计算所述数据包穿过该交换机内部队列的时间为：d_i＝t_ide-t_ien；

获得所述数据包到达该交换机时所述数据包的排队时延D_i-1；

计算新的排队时延为：D_i＝D_i-1+d_i，并将所述数据包的排队时延重新设置为D_i，由此完成所述数据包的排队时延的更新。

4.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述拥塞门限值为显式拥塞通知门限值时，所述步骤(2)中，交换机根据所述数据包的拥塞门限值设置所述数据包的ECN拥塞标志的方法包括：

在所述数据包进入该交换机内部队列时，若当前队列长度大于所述拥塞门限值，则设置所述数据包的ECN拥塞标志，以显示网络拥塞；否则，不修改所述数据包的ECN拥塞标志。

5.如权利要求1所述的基于排队时延的显示拥塞控制方法，其特征在于，所述拥塞门限值为显式拥塞通知门限值时，所述步骤(3)中，所述接收端根据所述端到端排队时延计算新的门限值，包括如下步骤：

(31)根据链路容量的拥塞排队时延门限值T，计算单个队列的平均排队时延为：A(t)＝δ·T；

(32)根据所述数据包所属应用的优先级以及所述平均排队时延A_j(t)，对应地计算优先级为j的队列的平均排队时延为：

(33)根据所述端到端排队时延及所述平均排队时延A_j(t)计算所述门限值的动态调节因子计算公式如下：

(34)获得当前传输轮次所述数据包的拥塞门限值K_r(t)，由此计算新的门限值K_r+1(t)，计算公式如下：

其中，δ为根据链路带宽设定的因子，j为所述数据包所属应用的优先级，n为单个交换机端口支持的队列数量，α为依据数据中心网络传输方案设定的可调参数，D_j(t)为所述端到端排队时延，K_s为标准的静态显式拥塞通知门限值，且0＜δ＜1，1≤j≤n；r表示端到端传输的轮次，且r＝0表示端到端传输的首个轮次。

6.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述拥塞门限值为基于时间的显式拥塞通知门限值时，所述步骤(2)中，交换机根据所述数据包的拥塞门限值设置所述数据包的ECN拥塞标志的方法包括：

若所述数据包穿过该交换机内部队列所需的时间大于所述拥塞门限值，则设置所述数据包的ECN拥塞标志，以显示网络拥塞；否则，不修改所述数据包的ECN拥塞标志。

7.如权利要求1所述的基于排队时延的显式拥塞控制方法，其特征在于，所述拥塞门限值为基于时间的显式拥塞通知门限值时，所述步骤(3)中，所述接收端根据所述端到端排队时延计算新的门限值，包括如下步骤：

(31)根据链路容量的拥塞排队时延门限值T，计算单个队列的平均排队时延为：A(t)＝δ·T；

(32)根据所述数据包所属应用的优先级以及所述平均排队时延A_j(t)，对应地计算优先级为j的队列的平均排队时延为：

(33)根据所述端到端排队时延及所述平均排队时延A_j(t)计算所述门限值的动态调节因子计算公式如下：

(34)获得当前传输轮次所述数据包的拥塞门限值T_r(t)，由此计算新的拥塞门限值T_r+1(t)，计算公式如下：

其中，δ为根据链路带宽设定的因子，j为所述数据包所属应用的优先级，n为单个交换机端口支持的队列数量，α为依据数据中心网络传输方案设定的可调参数，D_j(t)为所述端到端排队时延，T_s为标准的静态的基于时间的显式拥塞通知门限值，且0＜δ＜1，1≤j≤n；r表示端到端传输的轮次，且r＝0表示端到端传输的首个轮次。

8.一种基于排队时延的显式拥塞控制系统，其特征在于，包括：发送端、接收端以及所述发送端和所述接收端之间的一个或多个交换机；

所述发送端，用于在当前传输轮次，获得上一传输轮次的ACK包的拥塞门限值，并在数据包IP头部的可选域设置相同的拥塞门限值，同时在所述数据包IP头部的可选域设置排队时延，并发送所述数据包；

所述交换机，用于转发所述数据包，并在所述数据包经过该交换机时，由该交换机根据所述数据包的拥塞门限值设置所述数据包的ECN拥塞标志，并更新所述数据包的排队时延；

所述接收端，用于接收所述数据包，并执行如下操作：获得所述数据包的排队时延作为端到端排队时延，根据所述端到端排队时延计算新的拥塞门限值并将其存于ACK包IP头部的可选域；获得所述数据包的ECN拥塞标志，并在所述ACK包中设置同样的ECN拥塞标志；将所述ACK包发送至所述发送端；

所述发送端，还用于接收所述ACK包，并获得所述ACK包的ECN拥塞标志，以在所述ACK包的ECN拥塞标志显示网络拥塞时，根据数据中心网络传输方案进行速率控制和流量调度，从而完成当前传输轮次的显式拥塞控制；

其中，所述排队时延用于记录所述数据包当前已经历的时间；所述拥塞门限值为显式拥塞通知门限值或基于时间的显式拥塞通知门限值，用于判断网络是否拥塞。