CN115529277A - 处理网络拥塞的方法和交换机 - Google Patents

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CN115529277A CN202211059055.0A CN202211059055A CN115529277A CN 115529277 A CN115529277 A CN 115529277A CN 202211059055 A CN202211059055 A CN 202211059055A CN 115529277 A CN115529277 A CN 115529277A
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Abstract

本申请公开了处理网络拥塞的方法和交换机，该种处理网络拥塞的方法包括以下步骤：判断网络状态，网络状态包括非网络拥塞状态、网络拥塞状态；制定处理策略，包括：在非网络拥塞状态下，交换机保持网络数据流当前的接收、发送状态，以及在网络拥塞状态下，交换机阻断数据接收端口的接收，并将新发送来的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理；拥塞处理检查，向交换机的数据接收端口发送测试数据流，交换机开放数据接收端口并仅接收该测试数据流，同时，基于该测试数据流的响应判断当前的网络状态，当当前网络为非网络拥塞状态时，开放数据接收端口，否则保持数据接收端口的阻断，直至当前网络转变为非网络拥塞状态。本申请还公开了一种交换机。

Description

处理网络拥塞的方法和交换机
技术领域
本申请涉及网络拥塞处理技术领域，具体是处理网络拥塞的方法和交换机。
背景技术
随着网络通信技术的不断发展，人们对互联网的带宽需求越来越高。对于网络通信来说，合理的拥塞处理机制，对现有网络的流畅动作提供了坚实的保障，拥塞控制的目的是有效防止和消除网络出现的拥塞，确保网络服务能力。现有技术的网络拥塞处理机制，在于拥塞的防止和消除上，较难以实现统一化管理和协作，多数的处理机制仅能够在其中一方面体现出一般或较好的效果，然而，对于通信网络的稳定和持续可靠需求来说，网络拥塞的防止和消除都需要具有较高的效率。
发明内容
本申请的目的在于提供一种处理网络拥塞的方法和交换机，以提高网络拥塞处理机制在于拥塞防止和拥塞消除的能力。
为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：一种处理网络拥塞的方法，该种方法包括以下步骤：
判断网络状态，所述网络状态包括非网络拥塞状态、网络拥塞状态；
制定处理策略，根据所述网络状态制定对应的处理策略，所述处理策略包括：在所述非网络拥塞状态下，交换机保持网络数据流当前的接收、发送状态，以及在所述网络拥塞状态下，所述交换机阻断数据接收端口的接收，并将新发送来的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理，并保持网络数据流当前的发送状态；
拥塞处理检查，向所述交换机的数据接收端口发送测试数据流，所述交换机开放数据接收端口并仅接收该测试数据流，同时，基于该测试数据流的响应判断当前的网络状态，当当前网络为非网络拥塞状态时，开放所述数据接收端口，否则保持所述数据接收端口的阻断，并间断地重复发送所述测试数据流，直至当前网络转变为非网络拥塞状态，所述测试数据流的响应包括测试数据流能够被发送。
作为优选，所述测试数据流包括测试数据和数据标识，在所述拥塞处理检查步骤中，所述交换机的数据接收端口根据该数据标识判断是否为测试数据流，当为测试数据流时，所述交换机开放数据接收端口，否则保持所述数据接收端口的阻断。
作为优选，所述判断网络状态具体包括以下步骤：
所述交换机获取当前数据接收端口接收的总流量P1，同时获取当前数据发送端口发送的总流量P2；
当数据接收端口接收的总流量P1大于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为网络拥塞状态，当数据接收端口接收的总流量P1小于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为非网络拥塞状态。
作为优选，当数据接收端口接收的总流量P1与数据发送端口发送的总流量P2满足：
Figure BDA0003825935470000021
其中Pmax为交换机数据接收端口能够接收的最大容量，在
Figure BDA0003825935470000022
时，判断当前的网络状态为非网络拥塞状态，在
Figure BDA0003825935470000023
时，判断当前的网络状态为轻微网络拥塞状态。
作为优选，当网络状态为轻微网络拥塞状态时，间断的向所述交换机的数据接收端口发送测试数据流，所述交换机的数据接收端口接收该测试数据流，并基于该测试数据流的响应判断当前的网络状态。
作为优选，当网络状态为轻微网络拥塞状态时，在基于测试数据流的响应判断当前的网络状态中出现
Figure BDA0003825935470000024
时，所述交换机将即将接收的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理，并保持网络数据流当前的发送状态。
作为优选，在所述制定处理策略步骤中，当没有协同交换机进行协同处理时，将所述交换机的数据接收端口的网络丢包按照丢失时间依次排序进行云存储。
作为优选，在所述拥塞处理检查步骤中，当当前网络转变为非网络拥塞状态后，所述交换机调取云存储的网络丢包并通过数据发送端口进行数据发送。
本申请还公开了一种交换机，包括：
数据接收端口，配置为进行网络数据流的接收；
数据发送端口，配置为进行网络数据流的发送；
协同响应模块，配置为用于响应在同一协同协议下的其他交换机的协同请求，在该协同请求被响应时，向所述数据接收端口发送响应请求，所述数据接收端口接收该其他交换机传输的网络数据流；
状态检测模块，配置为基于所述数据接收端口接收的总流量P1和所述数据发送端口发送的总流量P2计算当前网络的网络状态，所述网络状态包括非网络拥塞状态、网络拥塞状态；
拥塞处理模块，配置为在所述网络拥塞状态下，向所述数据接收端口发送阻断信号，所述数据接收端口阻断数据的接收，同时，配置为向在同一协同协议下的交换机发送协同请求，所述数据接收端口在该协同请求被接受时，将新发送来的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理；
拥塞复检模块，配置为在拥塞处理后，向所述数据接收端口发送测试数据流，所述数据接收端口接收该测试数据流，并基于该测试数据流是否能够被发送判断当前的网络状态。
作为优选，所述测试数据流包括测试数据和数据标识，所述数据接收端口根据该数据标识识别数据是否为测试数据流，当为测试数据流时，所述数据接收端口开放并接收该数据。
有益效果：
1、本申请的处理网络拥塞的方法和交换机，基于网络状态的判断制定对应的处理策略，在网络拥塞状态下，利用协同交换机的协同处理，提高网络拥塞处理机制中拥塞防止和消除的能力；
2、基于数据接收端口、数据发送端口中网络数据流量的计算，以及测试数据流的不定时测试，实现对网络拥塞状态的监控，以及在轻微网络拥塞状态下进行预先拥塞消除处理，确保拥塞防止的可靠性；
3、基于网络丢包的云缓存方式，确保在出现网络拥塞时的数据处理效果，避免大量丢包的状况出现；
4、通过拥塞处理检查的方式，实现在拥塞处理后，快速的恢复交换机的正常工作，消除对协同交换机的调用，确保每个交换机本职工作的正常进行，进而确保各交换机在网络通信过程中的可靠性，进而为网络拥塞处理机制提供最大化的处理能力，确保其网络拥塞处理机制的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例1中处理网络拥塞的方法的流程框图；
图2为本申请实施例中交换机的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
参考图1所示的一种处理网络拥塞的方法，该种方法包括以下步骤：
S1-判断网络状态，网络状态包括非网络拥塞状态、网络拥塞状态；本步骤具体包括以下内容：
交换机获取当前数据接收端口接收的总流量P1，同时获取当前数据发送端口发送的总流量P2；
当数据接收端口接收的总流量P1大于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为网络拥塞状态，当数据接收端口接收的总流量P1小于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为非网络拥塞状态。
S2-制定处理策略，根据网络状态制定对应的处理策略，处理策略包括：在非网络拥塞状态下，交换机保持网络数据流当前的接收、发送状态，以及在网络拥塞状态下，交换机阻断数据接收端口的接收，并将新发送来的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理，并保持网络数据流当前的发送状态；
S3-拥塞处理检查，向交换机的数据接收端口发送测试数据流，测试数据流包括测试数据和数据标识，在拥塞处理检查步骤中，交换机的数据接收端口根据该数据标识判断是否为测试数据流，当为测试数据流时，交换机开放数据接收端口，否则保持数据接收端口的阻断；交换机开放数据接收端口并仅接收该测试数据流，同时，基于该测试数据流的响应判断当前的网络状态，当当前网络为非网络拥塞状态时，开放数据接收端口，否则保持数据接收端口的阻断，并间断地重复发送测试数据流，直至当前网络转变为非网络拥塞状态，测试数据流的响应包括测试数据流能够被发送。
本申请还公开了一种交换机，包括数据接收端口、数据发送端口、协同响应模块、状态检测模块、拥塞处理模块、拥塞复检模块，交换机的各个组成部分的具体介绍如下。
数据接收端口，配置为进行网络数据流的接收。
数据发送端口，配置为进行网络数据流的发送。
协同响应模块，配置为用于响应在同一协同协议下的其他交换机的协同请求，在该协同请求被响应时，向数据接收端口发送响应请求，数据接收端口接收该其他交换机传输的网络数据流。两个协同的交换机的协同响应模块互联，在需要协同处理网络数据时，协同响应模块向协同交换机发送协同响应。
状态检测模块，配置为基于数据接收端口接收的总流量P1和数据发送端口发送的总流量P2计算当前网络的网络状态，网络状态包括非网络拥塞状态、网络拥塞状态。在本实施例中，状态检测模块获取当前数据接收端口接收的总流量P1，同时获取当前数据发送端口发送的总流量P2。当数据接收端口接收的总流量P1大于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为网络拥塞状态，当数据接收端口接收的总流量P1小于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为非网络拥塞状态。
拥塞处理模块，配置为在网络拥塞状态下，向数据接收端口发送阻断信号，数据接收端口阻断数据的接收，同时，配置为向在同一协同协议下的交换机发送协同请求，数据接收端口在该协同请求被接受时，将新发送来的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理。
拥塞复检模块，配置为在拥塞处理后，向数据接收端口发送测试数据流，数据接收端口接收该测试数据流，并基于该测试数据流是否能够被发送判断当前的网络状态。
在本实施例中，测试数据流包括测试数据和数据标识，数据接收端口根据该数据标识识别数据是否为测试数据流，当为测试数据流时，数据接收端口开放并接收该数据。测试数据流可以是一段敏感的网络响应数据包，交换机能快速识别、接收以及发送该数据包，同时，基于该数据包对应的响应结果来判断该测试数据是否能够被交换机进行网络处理。同时，该测试数据流的数据大小P0可以是根据交换机的网络处理能力预设的，例如，
Figure BDA0003825935470000061
为交换机数据接收端口能够接收的最大容量
实施例2
与实施例1不同的是，在本实施例中，当数据接收端口接收的总流量P1与数据发送端口发送的总流量P2满足：
Figure BDA0003825935470000062
其中Pmax为交换机数据接收端口能够接收的最大容量，数据接收端口接收的总流量P1与数据发送端口发送的总流量P2均小于或等于Pmax，因此，
Figure BDA0003825935470000063
在
Figure BDA0003825935470000064
时，判断当前的网络状态为非网络拥塞状态，在
Figure BDA0003825935470000065
时，判断当前的网络状态为轻微网络拥塞状态。当网络状态为轻微网络拥塞状态时，间断的向交换机的数据接收端口发送测试数据流，交换机的数据接收端口接收该测试数据流，并基于该测试数据流的响应判断当前的网络状态。通过
Figure BDA0003825935470000066
判断下的轻微网络拥塞状态，可以使交换机预留一定的处理能力进行紧急任务的进行，该紧急任务可以但不限于是在出现网络威胁时的网络处理、网络截断等响应，进而确保交换机在网络安全上性能的保持。
实施例3
与实施例1不同的是，在本实施例中，在制定处理策略步骤中，当没有协同交换机进行协同处理时，将交换机的数据接收端口的网络丢包按照丢失时间依次排序进行云存储。在拥塞处理检查步骤中，当当前网络转变为非网络拥塞状态后，交换机调取云存储的网络丢包并通过数据发送端口进行数据发送。
最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处理网络拥塞的方法，其特征在于，该种方法包括以下步骤：
判断网络状态，所述网络状态包括非网络拥塞状态、网络拥塞状态；
制定处理策略，根据所述网络状态制定对应的处理策略，所述处理策略包括：在所述非网络拥塞状态下，交换机保持网络数据流当前的接收、发送状态，以及在所述网络拥塞状态下，所述交换机阻断数据接收端口的接收，并将新发送来的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理，并保持网络数据流当前的发送状态；
拥塞处理检查，向所述交换机的数据接收端口发送测试数据流，所述交换机开放数据接收端口并仅接收该测试数据流，同时，基于该测试数据流的响应判断当前的网络状态，当当前网络为非网络拥塞状态时，开放所述数据接收端口，否则保持所述数据接收端口的阻断，并间断地重复发送所述测试数据流，直至当前网络转变为非网络拥塞状态，所述测试数据流的响应包括测试数据流能够被发送。
2.根据权利要求1所述的处理网络拥塞的方法，其特征在于，所述测试数据流包括测试数据和数据标识，在所述拥塞处理检查步骤中，所述交换机的数据接收端口根据该数据标识判断是否为测试数据流，当为测试数据流时，所述交换机开放数据接收端口，否则保持所述数据接收端口的阻断。
3.根据权利要求1所述的处理网络拥塞的方法，其特征在于，所述判断网络状态具体包括以下步骤：
所述交换机获取当前数据接收端口接收的总流量P1，同时获取当前数据发送端口发送的总流量P2；
当数据接收端口接收的总流量P1大于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为网络拥塞状态，当数据接收端口接收的总流量P1小于数据发送端口发送的总流量P2时，判断当前的网络状态为非网络拥塞状态。
4.根据权利要求3所述的处理网络拥塞的方法，其特征在于，当数据接收端口接收的总流量P1与数据发送端口发送的总流量P2满足：
Figure FDA0003825935460000011
其中Pmax为交换机数据接收端口能够接收的最大容量，在
Figure FDA0003825935460000012
时，判断当前的网络状态为非网络拥塞状态，在
Figure FDA0003825935460000013
时，判断当前的网络状态为轻微网络拥塞状态。
5.根据权利要求4所述的处理网络拥塞的方法，其特征在于，当网络状态为轻微网络拥塞状态时，间断的向所述交换机的数据接收端口发送测试数据流，所述交换机的数据接收端口接收该测试数据流，并基于该测试数据流的响应判断当前的网络状态。
6.根据权利要求5所述的处理网络拥塞的方法，其特征在于，当网络状态为轻微网络拥塞状态时，在基于测试数据流的响应判断当前的网络状态中出现
Figure FDA0003825935460000021
时，所述交换机将即将接收的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理，并保持网络数据流当前的发送状态。
7.根据权利要求1或6所述的处理网络拥塞的方法，其特征在于，在所述制定处理策略步骤中，当没有协同交换机进行协同处理时，将所述交换机的数据接收端口的网络丢包按照丢失时间依次排序进行云存储。
8.根据权利要求7所述的处理网络拥塞的方法，其特征在于，在所述拥塞处理检查步骤中，当当前网络转变为非网络拥塞状态后，所述交换机调取云存储的网络丢包并通过数据发送端口进行数据发送。
9.一种交换机，其特征在于，包括：
数据接收端口，配置为进行网络数据流的接收；
数据发送端口，配置为进行网络数据流的发送；
协同响应模块，配置为用于响应在同一协同协议下的其他交换机的协同请求，在该协同请求被响应时，向所述数据接收端口发送响应请求，所述数据接收端口接收该其他交换机传输的网络数据流；
状态检测模块，配置为基于所述数据接收端口接收的总流量P1和所述数据发送端口发送的总流量P2计算当前网络的网络状态，所述网络状态包括非网络拥塞状态、网络拥塞状态；
拥塞处理模块，配置为在所述网络拥塞状态下，向所述数据接收端口发送阻断信号，所述数据接收端口阻断数据的接收，同时，配置为向在同一协同协议下的交换机发送协同请求，所述数据接收端口在该协同请求被接受时，将新发送来的数据流转发至协同交换机进行数据协同处理；
拥塞复检模块，配置为在拥塞处理后，向所述数据接收端口发送测试数据流，所述数据接收端口接收该测试数据流，并基于该测试数据流是否能够被发送判断当前的网络状态。
10.根据权利要求9所述的交换机，其特征在于，所述测试数据流包括测试数据和数据标识，所述数据接收端口根据该数据标识识别数据是否为测试数据流，当为测试数据流时，所述数据接收端口开放并接收该数据。
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