CN116260773A - 一种拥塞控制方法以及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种拥塞控制方法以及相关设备，应用于通信技术领域。该方法包括：发送端设备发送第一报文，传输链路上的网络设备对第一报文所经历的拥塞情况进行整合，得到第二拥塞信息，并将第二拥塞信息携带于第一报文中。网络设备将第一报文转发至接收端设备，接收端设备接收第一报文后，将第一报文中携带的第二拥塞信息反馈回发送端设备，发送端设备基于第二拥塞信息调整数据流的发送策略。本申请中，由网络设备对拥塞情况进行整合，压缩了拥塞信息所占用的带宽，大大节省了发送端设备的计算资源。并且，整合得到的第二拥塞信息可以反映出不同传输链路的质量优劣，从而可以辅助发送端设备选择传输路径。

Description

一种拥塞控制方法以及相关设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种拥塞控制方法以及相关设备。

背景技术

数据中心网络用户的需求快速增长，对数据传输提出了更高的性能要求，如高吞吐，低时延。为了实现数据的高性能转发，发送端设备需要及时感知传输链路的拥塞情况，并做出相应的调整。

数据中心量化拥塞通知(Data Center Quantized Congestion Notification，DCQCN)是目前得到广泛应用的一种拥塞控制方案。DCQCN方案中网络设备在转发报文时判断是否拥塞，若拥塞则对该报文标记显示拥塞通知(Explicit congestion notification，ECN)。接收端设备收到带ECN标记的报文时，向发送端设备回复拥塞通知报文(CongestionNotification Packet，CNP)，发送端设备收到CNP报文后则降低数据流的传输速率。

除了DCQCN，目前还提出了一种更加主动的拥塞控制方案。该方案中，报文经过的每一跳网络设备都会在报文中添加遥测(telemetry)信息，telemetry信息包括链路带宽、该网络设备的缓存占用量、该报文的发送速率、总订购带宽和总发送窗口大小。接收端设备收到报文后，将报文中携带的telemetry信息反馈给报文的发送端设备。发送端设备对信息进行计算，并决定是否更换路径，以及调整数据流的发送速率。

在DCQCN方案中，ECN标记所表示的拥塞信息过于模糊、单一。例如，报文经过了多跳网络设备的转发，在其中三跳网络设备上都遭遇了拥塞排队的情况，但是接收端设备收到带ECN标记的报文后只能知道传输过程发生了拥塞，而不能具体知道有多少跳设备存在拥塞。而另一种方案中，报文中则是携带了过于复杂的信息，发送端设备进行计算时需要消耗大量的处理资源，并且会带来额外的带宽开销。

发明内容

本申请提供了一种拥塞控制方法以及相关设备，可以由网络设备对报文转发过程中的拥塞信息进行整合。

本申请第一方面提供一种拥塞控制方法，该方法包括：网络设备接收来自于发送端设备的第一报文；网络设备确定第一报文在本跳转发的拥塞情况；网络设备根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，得到第二拥塞信息，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备的拥塞情况；网络设备将第二拥塞信息添加至第一报文，得到第二报文；网络设备将第二报文向接收端设备转发，以使得接收端设备将第二拥塞信息发送至发送端设备。

其中，第一拥塞信息不包括第一报文在该网络设备进行转发时的拥塞情况，而是发送端设备至网络设备间每一跳设备的拥塞情况。

本申请第一方面中，网络设备可以对第一报文在转发过程中的拥塞信息进行整合，压缩了拥塞信息所占用的带宽，从而大大节省了带宽开销和发送端设备的计算资源。

在第一方面的一种可能的实现方式中，上述步骤：网络设备将第二拥塞信息添加至第一报文，包括：网络设备将第二拥塞信息添加至第一报文的差分服务代码点DSCP字段。

网络设备使用第一报文互联网协议(Internet Protocol，IP)头中的差分服务代码点(Differentiated Services Code Point，DSCP)字段承载网络设备的拥塞信息。可以理解的是，第二拥塞信息由网络设备对第一拥塞信息进行整合而得到，因此第一拥塞信息也承载于DSCP字段。

该种可能的实现方式中，网络设备使用已有的报文头携带整合的拥塞信息，无需新增协议类型，使方案更易于实现。

在第一方面的一种可能的实现方式中，上述步骤：网络设备确定第一报文在本跳转发的拥塞情况，包括：网络设备获取第一报文在本跳转发的转发时延；若转发时延大于预设阈值，则网络设备确定第一报文在本跳转发时拥塞。

网络设备获取第一报文在本跳进行转发时的转发时延。具体的，当第一报文经过调度出队后，管线(pipeline)可以根据第一报文的出队时间与第一报文进网络设备芯片的时戳进行比较得到第一报文在本跳设备的转发时延。若该转发时延大于预设阈值，则网络设备判断第一报文在本跳转发时遭遇了拥塞。

在第一方面的一种可能的实现方式中，上述步骤：网络设备确定第一报文在本跳转发的拥塞情况，包括：网络设备获取第一报文在本跳转发的转发时延以及缓存占用量；网络设备对转发时延以及缓存占用量进行加权计算，得到目标值；若目标值大于预设阈值，则网络设备确定第一报文在本跳转发时拥塞。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备所经历的拥塞跳数，上述步骤：网络设备根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，包括：若网络设备确定第一报文在本跳转发时拥塞，则网络设备对拥塞跳数进行累加处理。

示例性的，第一报文从发送端设备发出后经过三跳设备到达网络设备，其中在两跳设备遭遇了拥塞，则第一拥塞信息指示经历两跳拥塞。

若网络设备判断第一报文在本跳转发时遭遇了拥塞，则网络设备基于此对第一拥塞信息进行整合，即继续累加一次拥塞跳数，得到第二拥塞信息。也就是说，第二拥塞信息中指示第一报文经历了三跳拥塞。若网络设备判断第一报文在本跳转发时未遭遇拥塞，则网络设备不对第一拥塞信息作处理，此时第二拥塞信息与第一拥塞信息相同。

该种可能的方案中，第二拥塞信息中携带了第一报文经历的拥塞跳数，从而通过第二拥塞信息，发送端设备可以比较出不同链路中存在拥塞的设备数量，进而可以选出更为优选的传输路径。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备的转发时延峰值，上述步骤：网络设备根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，包括：若转发时延大于转发时延峰值，则网络设备将转发时延峰值变更为转发时延。

示例性的，第一报文从发送端设备发出后经过三跳设备到达网络设备，其中三跳设备的转发时延分别为600微秒、700微秒和800微秒，则第一拥塞信息指示的信息为800微秒。

网络设备将第一报文在本跳进行转发时的转发时延，与第一拥塞信息指示的转发时延进行对比，若第一报文在本跳进行转发时的转发时延大于第一拥塞信息指示的转发时延，则网络设备将第一拥塞信息指示的转发时延变更为第一报文在本跳进行转发时的转发时延，得到第二拥塞信息。若第一报文在本跳进行转发时的转发时延小于或者等于第一拥塞信息指示的转发时延，则网络设备不对第一拥塞信息作处理，此时第二拥塞信息与第一拥塞信息相同。

该种可能的方案中，第二拥塞信息携带了第一报文所经历的转发时延峰值。通过第二拥塞信息，发送端设备可以找出转发时延较低的传输链路，从而实现数据的高性能转发。

在第一方面的一种可能的实现方式中，上述步骤：网络设备根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，包括：网络设备将第一报文在本跳转发时的拥塞情况与第一拥塞信息进行加权计算。

网络设备按照跟端侧设备的协议方式，将拥塞情况划分为不同的档位值。网络设备基于拥塞情况和档位值的映射规则，将第一报文在本跳转发时的拥塞情况映射为相应的档位值，再与第一拥塞信息中指示的历史档位值进行加权计算，得到新的加权值。其中，第一拥塞信息指示的历史档位值为发送端设备至网络设备间的每一跳设备，先后对档位值进行加权计算而得到。网络设备将第一拥塞信息中指示的历史档位值变更为新的加权值，得到第二拥塞信息。

该种可能的方案中，通过将拥塞情况映射为档位值，再对档位值进行加权计算得到的第二拥塞信息，可以更全面的体现传输链路的质量优劣，从而发送端设备可以更为准确的选择出优选传输路径。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第一报文携带标识信息，标识信息用于指示第一报文不属于业务数据流，业务数据流用于携带业务信息。

发送端设备可以是在携带业务信息的业务数据流发送之前，先发送第一报文，即第一报文只作为探测报文，第一报文中不携带业务信息，从而可以在业务数据流发送之前先选出状况更为良好的链路。

本申请第二方面提供一种拥塞控制方法，该方法包括：接收端设备接收来自于网络设备的第二报文，第二报文由发送端设备发出，第二报文携带第二拥塞信息，第二拥塞信息为网络设备对第一拥塞信息进行整合得到，第一拥塞信息指示了第二报文从发送端设备发送至网络设备的拥塞情况；接收端设备将第二拥塞信息发送至发送端设备，以使得发送端设备基于第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略，业务数据流用于携带业务信息。

本申请第二方面中，接收端设备将第二拥塞信息反馈回发送端设备，使得发送端设备可以基于第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略，提升了方案的完整性。

在第二方面的一种可能的实现方式中，上述步骤：接收端设备将第二拥塞信息发送至发送端设备，包括：接收端设备将第二拥塞信息携带于第二报文的确认字符(Acknowledge character，ACK)中发送至发送端设备；或者，接收端设备将第二拥塞信息携带于拥塞通知报文(Congestion Notification Packet，CNP)中发送至发送端设备。

该种可能的实现方式中，接收端设备可以将第二拥塞信息携带于已有的报文中，无需新增协议类型，使方案更易于实现。

本申请第三方面提供一种网络设备，包括接收单元、确定单元、整合单元、添加单元和转发单元。接收单元，用于接收来自于发送端设备的第一报文；确定单元，用于确定第一报文在本跳转发的拥塞情况；整合单元，用于根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，得到第二拥塞信息，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备的拥塞情况；添加单元，用于将第二拥塞信息添加至第一报文，得到第二报文；转发单元，用于将第二报文向接收端设备转发，以使得接收端设备将第二拥塞信息发送至发送端设备。

在第三方面的一种可能的实现方式中，添加单元具体用于将第二拥塞信息添加至第一报文的差分服务代码点DSCP字段。

在第三方面的一种可能的实现方式中，确定单元具体用于获取第一报文在本跳转发的转发时延；若转发时延大于预设阈值，则确定第一报文在本跳转发时拥塞。

在第三方面的一种可能的实现方式中，确定单元具体用于获取第一报文在本跳转发的转发时延以及缓存占用量；对转发时延以及缓存占用量进行加权计算，得到目标值；若目标值大于预设阈值，则确定第一报文在本跳转发时拥塞。

在第三方面的一种可能的实现方式中，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备所经历的拥塞跳数，整合单元具体用于在确定第一报文在本跳转发时拥塞的情况下，对拥塞跳数进行累加处理。

在第三方面的一种可能的实现方式中，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备的转发时延峰值，整合单元具体用于在转发时延大于转发时延峰值的情况下，将转发时延峰值变更为转发时延。

在第三方面的一种可能的实现方式中，整合单元具体用于将第一报文在本跳转发时的拥塞情况与第一拥塞信息进行加权计算。

在第三方面的一种可能的实现方式中，第一报文携带标识信息，标识信息用于指示第一报文不属于业务数据流，业务数据流用于携带业务信息。

本申请第三方面提供的网络设备用于执行第一方面或者第一方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法。

本申请第四方面提供一种接收端设备，包括接收单元和发送单元。接收单元，用于接收来自于网络设备的第二报文，第二报文由发送端设备发出，第二拥塞信息为网络设备对第一拥塞信息进行整合得到，第一拥塞信息指示了第二报文从发送端设备发送至网络设备的拥塞情况；发送单元，用于将第二拥塞信息发送至发送端设备，以使得发送端设备基于第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略，业务数据流用于携带业务信息。

在第四方面的一种可能的实现方式中，发送单元具体用于将第二拥塞信息携带于第二报文的确认字符ACK中发送至发送端设备；或者，将第二拥塞信息携带于拥塞通知报文CNP中发送至发送端设备。

本申请第四方面提供的接收端设备用于执行第二方面或者第二方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法。

本申请第五方面提供一种网络设备，包括处理器和存储器。所述存储器用于存储指令，所述处理器用于获取所述存储器存储的指令，以执行第一方面或者第一方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法。

本申请第六方面提供一种接收端设备，包括处理器和存储器。所述存储器用于存储指令，所述处理器用于获取所述存储器存储的指令，以执行第二方面或者第二方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法。

本申请第七方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法，或者执行第二方面或者第二方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法。

本申请第八方面提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法，或者执行第二方面或者第二方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法。

本申请第九方面提供一种芯片系统，所述芯片系统包括至少一个处理器和通信接口，所述通信接口和所述至少一个处理器通过线路互联，所述至少一个处理器用于运行计算机程序或指令，以执行第一方面或者第一方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法，或者执行第二方面或者第二方面的任意一种可能的实现方式中所述的方法。

附图说明

图1为本申请实施例应用的通信网络的一个架构示意图；

图2为本申请实施例中传输链路的一个示意图；

图3为本申请实施例提供的拥塞控制方法的一个实施例示意图；

图4a为本申请实施例中DSCP字段的一个格式示意图；

图4b为本申请实施例中DSCP字段的另一格式示意图；

图5为本申请实施例提供的网络设备的一个结构示意图；

图6为本申请实施例提供的接收端设备的一个结构示意图；

图7为本申请实施例提供的网络设备的另一结构示意图；

图8为本申请实施例提供的接收端设备的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着技术发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。除非有特别说明，“第一”、“第二”等序数词是用于对多个对象进行区分，不用于限定多个对象的顺序、时序、优先级或者重要程度。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例提供了一种拥塞控制方法以及相关设备，可以由网络设备对报文转发过程中的拥塞信息进行整合，以下进行详细说明。

下面请参阅图1，图1为本申请实施例应用的通信网络的一个架构示意图。

如图1所示，该通信网络包括核心层设备、汇聚层设备、接入层设备和服务器。服务器即为客户端设备，其中，发起数据传输的服务器称为发送端设备，接收数据的服务器称为接收端设备。服务器通过网卡与接入层设备进行连接，网卡可以提供一个或者多个接口，即一台服务器可以连接一个或者多个接入层设备。服务器通过连接接入层设备接入通信网络。

核心层设备、汇聚层设备和接入层设备为网络设备，可以是交换机，也可以是路由器，用于对数据进行转发。接入层设备可以是架顶交换机(Top of Rack，TOR)，为服务器提供接入通信网络的端口，接入层设备再与汇聚层设备进行连接。汇聚层设备是多台接入层设备的汇聚点，并且为接入层设备提供到核心层设备的上行链路，汇聚层设备可以是脊节点交换机(Spine Switch)。核心层设备为多个汇聚层设备提供连接性，用于对进出数据中心的报文提供高速的转发，核心层设备可以是核心交换机(Core Switch)。

应理解，图1中所示各个设备的数量仅为示例性说明，对于各设备的数量、以及每个设备连接的其余设备的数量此处不做具体限定。

图1所示通信网络为数据中心网络中传统的三层Clos网络，除此之外，本申请实施例还可以应用于数据中心网络中的其他通信网络，例如叶脊(Spine-Leaf)网络。再者，本申请实施例还可以应用于数据中心网络之外的通信网络，对于本申请实施例应用的网络场景此处不做具体限定。

数据传输过程中网络设备经常会存在拥塞。为了实现数据的高性能转发，发送端设备需要及时感知传输链路的拥塞情况，并做出相应的调整。DCQCN为目前广泛应用的一种拥塞控制方案。DCQCN方案中网络设备在转发报文时判断是否拥塞，若拥塞则对该报文标记ECN。接收端设备收到带ECN标记的报文时，向发送端设备回复CNP报文，发送端设备收到CNP报文后则降低数据流的传输速率。

但是，DCQCN方案中ECN标记所表示的拥塞信息过于模糊、单一，接收端设备收到带ECN标记的报文后只能知道传输过程发生了拥塞，而不能具体知道有多少跳设备存在拥塞。示例性的，请参阅图2，对于实线表示的链路1，其中两跳网络设备存在拥塞的情况(*为存在拥塞的设备)，对于虚线表示的链路2，则只有一跳网络设备存在拥塞。这两条链路中传输的报文都会携带ECN标记，接收端设备收到报文后只能知道这两条链路都发生了拥塞，而不能进一步判断链路1和链路2的优劣。

对于此问题，目前提出了一种携带信息更加详细的拥塞控制方案μFAB。该方案中，发送端设备先发送探测报文，探测报文经过的每一跳网络设备都会在探测报文中添加信息，信息包括链路带宽、该网络设备的队列缓存占用量、该探测报文的发送速率、总订购带宽和总发送窗口大小。接收端设备收到探测报文后，将报文中携带的信息反馈给发送端设备。发送端设备对信息进行计算，并决定是否更换路径，以及调整数据流的发送速率。对于一条数据流，发送端设备会周期性地发送探测报文，通常是每往返时延(Round-Trip Time，RTT)时间一次。

但是，μFAB方案中报文携带了过于复杂的信息，发送端设备对信息进行计算需要消耗大量的处理资源，并且会带来额外的带宽开销。

鉴于此，本申请实施例提供了一种拥塞控制方案，可以由网络设备对报文转发过程中的拥塞信息进行整合，使得发送端设备收到的拥塞信息可以反映出传输链路的质量优劣，并且不会占用过多的处理资源以及带宽。

下面请参阅图3，为本申请实施例提供的拥塞控制方法的一个实施例示意图。如图3所示，该实施例包括步骤301至步骤303。

301、发送端设备发送第一报文。

发送端设备和接收端设备进行统一协定，预留第一报文内的部分字段，用于承载网络设备的拥塞信息。

在一种可能的方案中，使用第一报文互联网协议(Internet Protocol，IP)头中的差分服务代码点(Differentiated Services Code Point，DSCP)字段承载网络设备的拥塞信息。以互联网通信协议第四版(Internet Protocol version 4，IPv4)为例，DSCP字段位于8比特长度的服务类型(Type of Service，ToS)字段中，占用其中6比特长度，剩余2比特长度用于携带ECN标记，具体字段格式请参阅图4a。

DSCP字段可以表示0至63，共64个字段值。DSCP字段目前在云数据中心场景用于标识报文的服务质量(Quality of Service，QoS)优先级，即不同的字段值表示不同的QoS优先级，例如，字段值越高，QoS优先级越高。报文到达网络设备后，网络设备根据DSCP字段值确定转发该报文的优先级，优先级越高，越先进行转发。网络设备转发报文的优先级通常是8个，即对于64个DSCP字段值，网络设备也是映射成8个优先级。也就是说，通常不需使用64个字段值来表示优先级，因此，网络设备可以复用DSCP字段中的某几个比特来来表征拥塞信息，例如使用DSCP所占6个比特中的高3比特表征拥塞信息，剩余的低3比特则继续携带优先级指示信息。复用后的字段格式如图4b所示。可以理解的是，图4b仅为示例性说明，实际应用中当拥塞设备较少时，还可以仅使用高2比特表征拥塞信息。或者，当拥塞设备较多时，使用高4比特表征拥塞信息。并且，除了可以使用DSCP字段中的高3比特表征拥塞信息外，还可以是使用低3比特表征拥塞信息，高3比特则携带优先级指示信息。本实施中对于表征拥塞信息的比特数量以及在DSCP字段中的位置不作具体限定。

在复用DSCP字段前，DSCP字段值与优先级的映射关系如表1所示：

表1

DSCP字段值可以是以8个值为一组来循环表征8个优先级。表1中对0至7的字段值与优先级的映射关系进行了说明，对于其余字段值，则为8对应优先级0,9对应优先级1,10对应优先级2，以此类推，具体此处不再赘述。

在复用DSCP字段后，将DSCP字段的高3比特字段表征拥塞信息，低3比特字段仍用于表示优先级。在DSCP字段的高3比特字段变化时，不能影响低3比特字段与优先级的映射关系，因此对DSCP字段值与优先级的映射规则进行重新调整，调整后的映射关系如

表2所示：

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表2

如表2所示，仍以8个DSCP字段值为一组来循环表示8个优先级，即字段值0至7分别对应优先级1至8,接下来是字段值8至15分别对应优先级1至8，以此类推。对于DSCP字段值，则通过高3比特的值与低3比特的值相加得到。具体的，高3比特的值每增加1，DSCP字段值增加8，低3比特的值每增加1，DSCP字段值增加1。例如当高3比特的值为0，低3比特的值为1时，DSCP字段值为1，当高3比特的值为1，低3比特的值为1时，DSCP字段值为9。由于以8个DSCP字段值为一组来循环表示8个优先级，因此DSCP字段值增加8后，对应的优先级不变，从而在复用高3比特字段后，也不会影响低3比特字段与优先级的映射关系。

除了使用IP头中的DSCP字段表示拥塞信息外，还可以是选取二层头、三层头和四层头中的其它字段来携带拥塞信息，或者还可以使用聚合以太网中的远程数据直接存取第二版(Remote Direct Memory Access over Converged Etherne version 2，RoCEv2)协议的基础传输头(Base Transport Header，BTH)等，具体此处不做限定。

发送端设备可以向多个链路发送第一报文，以探测不同链路的拥塞情况。网络设备通过报文头中的五元组信息对第一报文进行哈希(hash)选路，而四层源端口号变化可以影响hash选路，而对第一报文所携带数据没有影响。因此发送端设备可以是将第一报文的四层源端口号数值依次加1进行发送，从而将第一报文发送至不同的链路，实现对不同链路的探测。发送端设备发送第一报文时，第一报文中DSCP字段的高3比特数值为0。

发送端设备可以是在携带业务信息的业务数据流发送之前，先发送第一报文，即第一报文只作为探测报文，第一报文中不携带业务信息，从而可以在业务数据流发送之前先选出状况更为良好的链路。具体的，发送端设备在第一报文的复用字段(即DSCP字段)中占用一个比特长度，用于携带标识信息，该标识信息用于指示第一报文不属于业务数据流，不携带业务信息。网络设备基于标识信息可以识别出第一报文为探测报文。此种情况下，发送端设备无法感知到业务数据流传输过程中链路的拥塞情况，即第一报文只能用来辅助发送端设备选取传输路径。

当然，第一报文也可以不携带标识信息，即第一报文属于业务数据流。则在业务数据流发送过程中，发送端设备也能感知路径的拥塞情况，从而对业务数据流的传输速率进行调整，以及判断是否更换传输路径。

302、网络设备确定第一报文在本跳转发的拥塞情况。

网络设备拥塞一般是由于实际转发带宽超过了转发能力，而导致报文在网络设备中排队的现象。当网络设备出端口的队列排队报文越多，则说明缓存占用量越大，队列长度越长，排队调度的时延越大，导致报文在本跳设备中的转发时延越大。因此判定报文是否在本跳设备拥塞可以通过转发时延或队列长度(即缓存占用量)来表示。

在一种可能的方案中，网络设备获取第一报文在本跳进行转发时的转发时延，根据转发时延判断是否拥塞。具体的，当第一报文经过调度出队后，管线(pipeline)可以根据第一报文的出队时间与第一报文进网络设备芯片的时戳进行比较，从而得到第一报文在本跳设备的转发时延。若该转发时延大于预设阈值，则网络设备判断第一报文在本跳转发时遭遇了拥塞。

示例性的，目前网络设备转发芯片的转发时延通常在1微秒以下。若遇到拥塞，综合当前的芯片缓存能力，时延可达到毫秒级。当时延达到毫秒量级，对业务可能造成较严重的性能影响。将预设阈值设置为500微秒，当第一报文在本跳的转发时延大于500微秒，则判定第一报文在本跳经历拥塞。

当然，网络设备也可以获取第一报文在本跳进行转发时的队列长度，根据队列长度判断是否拥塞。若队列长度大于预设阈值，则判定第一报文在本跳经历拥塞。

进一步的，网络设备还可以对获取到的转发时延和队列长度进行加权计算处理，得到目标值。若目标值大于预设阈值，则判定第一报文在本跳转发时遭遇拥塞。

303、网络设备根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，得到第二拥塞信息。

第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备的拥塞情况。第一拥塞信息可以是携带于第一报文的DSCP字段中，使用DSCP字段中的高3比特字段。可以理解的是，第一拥塞信息不包括第一报文在该网络设备进行转发时的拥塞情况，而是发送端设备至网络设备间每一跳设备的拥塞情况。

在一种可能的方案中，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备所经历的拥塞跳数。示例性的，第一报文从发送端设备发出后经过三跳设备到达网络设备，其中在两跳设备遭遇了拥塞，则第一拥塞信息指示经历两跳拥塞。第一拥塞信息的具体形式可以是DSCP字段的高3比特字段值为2。

若网络设备判断第一报文在本跳转发时遭遇了拥塞，则网络设备基于此对第一拥塞信息进行整合，即继续累加一次拥塞跳数，得到第二拥塞信息。也就是说，第二拥塞信息中指示第一报文经历了三跳拥塞，具体形式为DSCP字段的高3比特字段值变更为3。若网络设备判断第一报文在本跳转发时未遭遇拥塞，则网络设备不对第一拥塞信息作处理，此时第二拥塞信息与第一拥塞信息相同。

在另一种可能的方案中，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备所经历的转发时延峰值。示例性的，第一报文从发送端设备发出后经过三跳设备到达网络设备，其中三跳设备的转发时延分别为600微秒、700微秒和800微秒，则第一拥塞信息指示的信息为800微秒。

网络设备将第一报文在本跳进行转发时的转发时延，与第一拥塞信息指示的转发时延进行对比，若第一报文在本跳进行转发时的转发时延大于第一拥塞信息指示的转发时延，则网络设备将第一拥塞信息指示的转发时延变更为第一报文在本跳进行转发时的转发时延，得到第二拥塞信息。若第一报文在本跳进行转发时的转发时延小于或者等于第一拥塞信息指示的转发时延，则网络设备不对第一拥塞信息作处理，此时第二拥塞信息与第一拥塞信息相同。

在另一种可能的方案中，网络设备还可以将第一报文在本跳转发时的拥塞情况与第一拥塞信息进行加权计算处理，得到第二拥塞信息。具体的，网络设备按照跟端侧设备的协议方式，将拥塞情况划分为不同的档位值。网络设备基于拥塞情况和档位值的映射规则，将第一报文在本跳转发时的拥塞情况映射为相应的档位值，再与第一拥塞信息中指示的历史档位值进行加权计算，得到新的加权值。其中，第一拥塞信息指示的历史档位值为发送端设备至网络设备间的每一跳设备，先后对档位值进行加权计算而得到。网络设备将第一拥塞信息中指示的历史档位值变更为新的加权值，得到第二拥塞信息。

应理解，发送端设备至网络设备间的每一跳设备都会根据第一报文在本跳中所经历的拥塞情况对第一拥塞信息作整合处理。

304、网络设备将第二拥塞信息添加至第一报文，得到第二报文。

网络设备根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，得到第二拥塞信息后，将第二拥塞信息携带于第一报文中，得到第二报文。同样的，网络设备可以将第二拥塞信息携带于第一报文的DSCP字段，使用DSCP字段的高3比特字段。

305、网络设备将第二报文向接收端设备转发

网络设备将携带第二拥塞信息的第二报文发送至接收端设备。

306、接收端设备将第二拥塞信息发送至发送端设备。

接收端设备收到第二报文后，将第二报文中携带的第二拥塞信息反馈给发送端设备。在第二拥塞信息携带于DSCP字段情况下，由于第二拥塞信息在IP头中，因此接收端设备可以不对第二拥塞信息进行处理，第二拥塞信息可以携带于第二报文的ACK信息中发送至发送端设备。或者，第二拥塞信息也可以携带于CNP报文中发送至发送端设备。

307、发送端设备基于第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略。

第二拥塞信息指示了第一报文传输路径的拥塞情况，发送端设备基于第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略。具体的，可以是选择业务数据流的传输路径、调整业务数据流的发送速率以及变更业务数据流的传输路径。例如，将第二拥塞信息中指示的拥塞跳数最少的链路作为最优路径，或者，将转发时延峰值最小的链路作为最优路径。将最优路径对应的第一报文的四层源端口号作为转发业务数据流中各个报文的四层源端口号。

在业务数据流的传输过程中，发送端设备还可以根据不断发回的第二拥塞信息调整业务数据流的发送速率，或者重新选择业务数据流的传输链路。

本实施例中，网络设备可以对第一报文在转发过程中的拥塞信息进行整合，使得发送端设备收到的拥塞信息可以反映出不同传输链路的质量优劣，从而发送端设备可以选择更优的传输链路。并且，网络设备对拥塞信息进行整合可以压缩拥塞信息所占用的带宽，可以大大节省带宽开销以及发送端设备的计算资源。此外，本实施例中可以将拥塞信息携带于已有报文头中，无需新增协议类型，易于实现。

上面从方法的角度对本申请实施例进行了说明，下面从具体装置实现的角度对本申请实施例中的相关设备进行介绍。

请参阅图5，本申请实施例提供了一种网络设备500的示意图，其中，该网络设备500包括接收单元501、确定单元502、整合单元503、添加单元504和转发单元505。

接收单元501，用于接收来自于发送端设备的第一报文；

确定单元502，用于确定第一报文在本跳转发的拥塞情况；

整合单元503，用于根据第一报文在本跳转发时的拥塞情况对第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，得到第二拥塞信息，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备的拥塞情况；

添加单元504，用于将第二拥塞信息添加至第一报文，得到第二报文；

转发单元505，用于将第二报文向接收端设备转发，以使得接收端设备将第二拥塞信息发送至发送端设备。

可选的，添加单元504具体用于将第二拥塞信息添加至第一报文的差分服务代码点DSCP字段。

可选的，确定单元502具体用于获取第一报文在本跳转发的转发时延；若转发时延大于预设阈值，则确定第一报文在本跳转发时拥塞。

可选的，确定单元502具体用于获取第一报文在本跳转发的转发时延以及缓存占用量；对转发时延以及缓存占用量进行加权计算，得到目标值；若目标值大于预设阈值，则确定第一报文在本跳转发时拥塞。

可选的，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备所经历的拥塞跳数，整合单元503具体用于在确定第一报文在本跳转发时拥塞的情况下，对拥塞跳数进行累加处理。

可选的，第一拥塞信息指示了第一报文从发送端设备发送至网络设备的转发时延峰值，整合单元503具体用于在转发时延大于转发时延峰值的情况下，将转发时延峰值变更为转发时延。

可选的，整合单元503具体用于将第一报文在本跳转发时的拥塞情况与第一拥塞信息进行加权计算。

网络设备500中的各单元执行如前述图3所示实施例中终端设备的操作，具体此处不再赘述。

请参阅图6，本申请实施例提供了一种接收端设备600的示意图，其中，该接收端设备600包括接收单元601和发送单元602。

接收单元601，用于接收来自于网络设备的第二报文，第二报文由发送端设备发出，第二报文携带第二拥塞信息，第二拥塞信息为网络设备对第一拥塞信息进行整合得到，第一拥塞信息指示了第二报文从发送端设备发送至网络设备的拥塞情况。

发送单元602，用于将第二拥塞信息发送至发送端设备，以使得发送端设备基于第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略，业务数据流用于携带业务信息。

可选的，发送单元602具体用于将第二拥塞信息携带于第二报文的确认字符ACK中发送至发送端设备；或者，将第二拥塞信息携带于拥塞通知报文CNP中发送至发送端设备。

网络设备600中的各单元执行如前述图3所示实施例中接收端设备的操作，具体此处不再赘述。

下面请参阅图7，为本申请实施例提供的网络设备700的一种可能的结构示意图，包括处理器701、通信接口702、存储器703以及总线704。处理器701、通信接口702以及存储器703通过总线704相互连接。在本申请的实施例中，处理器701用于对网络设备的动作进行控制管理，例如，处理器701用于执行图3方法实施例中网络设备执行的步骤。通信接口702用于支持网络设备进行通信。存储器703，用于存储网络设备的程序代码和数据。

其中，处理器701可以是中央处理器单元，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理器和微处理器的组合等等。总线704可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

下面请参阅图8，为本申请实施例提供的接收端设备800的一种可能的结构示意图，包括处理器801、通信接口802、存储器803以及总线804。处理器801、通信接口802以及存储器803通过总线804相互连接。在本申请的实施例中，处理器801用于对接收端设备的动作进行控制管理，例如，处理器801用于执行图3方法实施例中接收端设备执行的步骤。通信接口802用于支持接收端设备进行通信。存储器803，用于存储接收端设备的程序代码和数据。

其中，处理器801可以是中央处理器单元，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理器和微处理器的组合等等。总线804可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行前述图3所示实施例中的方法。

本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行前述图3所示实施例中的方法。

本申请实施例还提供一种芯片系统，所述芯片系统包括至少一个处理器和通信接口，所述通信接口和所述至少一个处理器通过线路互联，所述至少一个处理器用于运行计算机程序或指令，以执行前述图3所示实施例中的方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (24)

1.一种拥塞控制方法，其特征在于，包括：

网络设备接收来自于发送端设备的第一报文；

所述网络设备确定所述第一报文在本跳转发的拥塞情况；

所述网络设备根据所述第一报文在本跳转发时的拥塞情况对所述第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，得到第二拥塞信息，所述第一拥塞信息指示了所述第一报文从所述发送端设备发送至所述网络设备的拥塞情况；

所述网络设备将所述第二拥塞信息添加至所述第一报文，得到第二报文；

所述网络设备将所述第二报文向接收端设备转发，以使得所述接收端设备将所述第二拥塞信息发送至所述发送端设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备将所述第二拥塞信息添加至所述第一报文，包括：

所述网络设备将所述第二拥塞信息添加至所述第一报文的差分服务代码点DSCP字段。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络设备确定所述第一报文在本跳转发的拥塞情况，包括：

所述网络设备获取所述第一报文在本跳转发的转发时延；

若所述转发时延大于预设阈值，则所述网络设备确定所述第一报文在本跳转发时拥塞。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络设备确定所述第一报文在本跳转发的拥塞情况，包括：

所述网络设备获取所述第一报文在本跳转发的转发时延以及缓存占用量；

所述网络设备对所述转发时延以及所述缓存占用量进行加权计算，得到目标值；

若所述目标值大于预设阈值，则所述网络设备确定所述第一报文在本跳转发时拥塞。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一拥塞信息指示了所述第一报文从所述发送端设备发送至所述网络设备所经历的拥塞跳数，所述网络设备根据所述第一报文在本跳转发时的拥塞情况对所述第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，包括：

若所述网络设备确定所述第一报文在本跳转发时拥塞，则所述网络设备对所述拥塞跳数进行累加处理。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一拥塞信息指示了所述第一报文从所述发送端设备发送至所述网络设备的转发时延峰值，所述网络设备根据所述第一报文在本跳转发时的拥塞情况对所述第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，包括：

若所述转发时延大于所述转发时延峰值，则所述网络设备将所述转发时延峰值变更为所述转发时延。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述网络设备根据所述第一报文在本跳转发时的拥塞情况对所述第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，包括：

所述网络设备将所述第一报文在本跳转发时的拥塞情况与所述第一拥塞信息进行加权计算。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述第一报文携带标识信息，所述标识信息用于指示所述第一报文不属于业务数据流，所述业务数据流用于携带业务信息。

9.一种拥塞控制方法，其特征在于，包括：

接收端设备接收来自于网络设备的第二报文，所述第二报文由发送端设备发出，所述第二报文携带第二拥塞信息，所述第二拥塞信息为所述网络设备对第一拥塞信息进行整合得到，所述第一拥塞信息指示了所述第二报文从所述发送端设备发送至所述网络设备的拥塞情况；

所述接收端设备将所述第二拥塞信息发送至所述发送端设备，以使得所述发送端设备基于所述第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略，所述业务数据流用于携带业务信息。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端设备将所述第二拥塞信息发送至所述发送端设备，包括：

所述接收端设备将所述第二拥塞信息携带于所述第二报文的确认字符ACK中发送至所述发送端设备；

或者，所述接收端设备将所述第二拥塞信息携带于拥塞通知报文CNP中发送至所述发送端设备。

11.一种网络设备，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收来自于发送端设备的第一报文；

确定单元，用于确定所述第一报文在本跳转发的拥塞情况；

整合单元，用于根据所述第一报文在本跳转发时的拥塞情况对所述第一报文携带的第一拥塞信息进行整合，得到第二拥塞信息，所述第一拥塞信息指示了所述第一报文从所述发送端设备发送至所述网络设备的拥塞情况；

添加单元，用于将所述第二拥塞信息添加至所述第一报文，得到第二报文；

转发单元，用于将所述第二报文向接收端设备转发，以使得所述接收端设备将所述第二拥塞信息发送至所述发送端设备。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述添加单元具体用于：

将所述第二拥塞信息添加至所述第一报文的差分服务代码点DSCP字段。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述确定单元具体用于：

获取所述第一报文在本跳转发的转发时延；

若所述转发时延大于预设阈值，则确定所述第一报文在本跳转发时拥塞。

14.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述确定单元具体用于：

获取所述第一报文在本跳转发的转发时延以及缓存占用量；

对所述转发时延以及所述缓存占用量进行加权计算，得到目标值；

若所述目标值大于预设阈值，则确定所述第一报文在本跳转发时拥塞。

15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述第一拥塞信息指示了所述第一报文从所述发送端设备发送至所述网络设备所经历的拥塞跳数，所述整合单元具体用于：

在确定所述第一报文在本跳转发时拥塞的情况下，对所述拥塞跳数进行累加处理。

16.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述第一拥塞信息指示了所述第一报文从所述发送端设备发送至所述网络设备的转发时延峰值，所述整合单元具体用于：

在所述转发时延大于所述转发时延峰值的情况下，将所述转发时延峰值变更为所述转发时延。

17.根据权利要求11至14任一项所述的设备，其特征在于，所述整合单元具体用于：

将所述第一报文在本跳转发时的拥塞情况与所述第一拥塞信息进行加权计算。

18.根据权利要求11至17任一项所述的设备，其特征在于，所述第一报文携带标识信息，所述标识信息用于指示所述第一报文不属于业务数据流，所述业务数据流用于携带业务信息。

19.一种接收端设备，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收来自于网络设备的第二报文，所述第二报文由发送端设备发出，所述第二报文携带第二拥塞信息，所述第二拥塞信息为所述网络设备对第一拥塞信息进行整合得到，所述第一拥塞信息指示了所述第二报文从所述发送端设备发送至所述网络设备的拥塞情况；

发送单元，用于将所述第二拥塞信息发送至所述发送端设备，以使得所述发送端设备基于所述第二拥塞信息调整业务数据流的发送策略，所述业务数据流用于携带业务信息。

20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述发送单元具体用于：

将所述第二拥塞信息携带于所述第二报文的确认字符ACK中发送至所述发送端设备；

或者，将所述第二拥塞信息携带于拥塞通知报文CNP中发送至所述发送端设备。

21.一种网络设备，其特征在于，包括：处理器以及存储器；

所述存储器用于存储指令；

所述处理器用于执行所述存储器所存储的指令，以实现权利要求1至8任一项所述的方法。

22.一种接收端设备，其特征在于，包括：处理器以及存储器；

所述存储器用于存储指令；

所述处理器用于执行所述存储器所存储的指令，以实现权利要求9或10任一项所述的方法。

23.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法，或者实现如权利要求9或10任一项所述的方法。

24.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至8任一项所述的方法，或者执行如权利要求9或10任一项所述的方法。

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