CN116760779A - 网络拥塞控制方法、系统、存储介质和电子设备 - Google Patents

网络拥塞控制方法、系统、存储介质和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种网络拥塞控制方法、系统、存储介质和电子设备,包括:按照初始窗口向对端设备发送业务报文;每发送预设数量个业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;预设管理协议与业务报文完全解耦;在对端设备响应于请求报文,回复基于预设管理协议的确认报文后,根据确认报文的响应时间和响应频率,调整业务报文的发送参数。本申请有效实现了流量管控,同时简化了流量管控流程,具有良好的扩展性。在此基础上,可以在请求报文中携带时间戳以进行传输时延测量等策略,还可以在回复的确认报文中携带拥塞信息、丢包信息等,便于感知更多网络信息进行精细化网络拥塞控制。

Description

网络拥塞控制方法、系统、存储介质和电子设备
技术领域
本申请涉及网络技术领域,特别涉及一种网络拥塞控制方法、系统、存储介质和电子设备。
背景技术
现有的流量控制主要利用接收业务确认响应的时间和频率来控制网卡发送方向发送的SEND和写请求的速率,但存在带宽利用率降低和算法误识别问题。该算法在对远程直接数据存取进行拥塞控制时,需要识别业务报文类型,同时对其进行传输延时测量时使用的是软件下发消息的时间和网络接口卡的绝对时间完成该消息时间之差完成,具体实现时甚至还需要软件时间和绝对时间的同步操作,与业务存在较大耦合,操作复杂,难以实现有效的流控。
发明内容
本申请的目的是提供一种网络拥塞控制方法、系统、存储介质和电子设备,通过与业务报文解耦的预设管理协议的请求报文和确认报文,实现了有效的流量控制,并简化了流量控制过程。
为解决上述技术问题,本申请提供一种网络拥塞控制方法,具体技术方案如下:
按照初始窗口向对端设备发送业务报文;
每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;所述预设管理协议与所述业务报文完全解耦;
在所述对端设备响应于所述请求报文,回复基于所述预设管理协议的确认报文后,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数。
可选的,所述对端设备回复基于所述预设管理协议的确认报文时包括:
所述对端设备以最高优先级回复基于所述预设管理协议的确认报文。
可选的,每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文之前,还包括:
根据网络带宽性能确定所述预设数量。
可选的,每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文包括:
每发送预设数量个带载荷的所述业务报文,以与所述业务报文相同优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文。
可选的,每发送预设数量个带载荷的所述业务报文,以与所述业务报文相同优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文包括:
利用报文发送与接收单元按照当前发送窗口发送预设数量个带载荷的所述业务报文;
利用调用单元确定所述业务报文的发送优先级,并以所述发送优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文。
可选的,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数包括:
根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送窗口大小;其中,所述响应时间越长或所述响应频率越低,所述发送窗口越小。
可选的,所述发送一个基于预设管理协议的请求报文时还包括:
在所述请求报文中携带发送时间;
相应的,所述确认报文中包含所述发送时间;所述发送时间用于计算报文传输延时。
本申请还提供一种网络拥塞控制系统,包括:
业务报文发送模块,用于按照初始窗口向对端设备发送业务报文;
请求报文发送模块,用于每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;所述预设管理协议与所述业务报文完全解耦;
流量控制模块,用于在所述对端设备响应于所述请求报文,回复基于所述预设管理协议的确认报文后,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
本申请还提供一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存有计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。
本申请提供一种网络拥塞控制方法,包括:按照初始窗口向对端设备发送业务报文;每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;所述预设管理协议与所述业务报文完全解耦;在所述对端设备响应于所述请求报文,回复基于所述预设管理协议的确认报文后,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数。
本申请采用与业务报文完全解耦的基于预设管理协议的请求报文,根据基于预设管理协议的请求报文和确认报文之间的响应时间和响应频率,从而调整业务报文的发送参数,有效实现了流量管控,同时简化了流量管控流程,具有良好的扩展性。在此基础上,可以在请求报文中携带时间戳以进行传输时延测量等策略,还可以在回复的确认报文中携带拥塞信息、丢包信息等,便于感知更多网络信息进行精细化网络拥塞控制。
本申请还提供一种网络拥塞控制系统、存储介质和电子设备,具有上述有益效果,此处不再赘述。
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仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种网络拥塞控制方法的流程图;
图2为本申请实施例所提供的另一种网络拥塞控制方法的流程图;
图3为本申请实施例所提供的本端设备和对端设备通信过程示意图;
图4为本申请实施例所提供的本端设备或对端设备的软件和硬件结合示意框图;
图5为本申请实施例所提供的一种网络拥塞控制系统结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。
请参考图1,图1为本申请实施例所提供的一种网络拥塞控制方法的流程图,该方法包括:
S101:按照初始窗口向对端设备发送业务报文;
S102:每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;所述预设管理协议与所述业务报文完全解耦;
S103:在所述对端设备响应于所述请求报文,回复基于所述预设管理协议的确认报文后,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数。
本实施例对于本端设备和对端设备二者的设备类型、网络连接方式等不作限定,仅要求二者之间存在网络连接,以实现报文的接收和发送过程。
初始窗口大小指每次发送业务报文时最大的报文数量,即可以通过设定初始窗口大小限制每次向对端设备发送业务报文的数量。该业务报文可以包含SEND、WRITE请求和READ RESP响应报文等报文。对于本端设备,其按照初始窗口正常发送业务报文,同时每发送预设数量个业务报文,发送一个请求报文。且需要说明的是,请求报文不占用初始窗口所计算的报文数量。在此对于预设管理协议不作限定,仅要求该预设管理协议与业务报文完全解耦,例如可以采用OAM协议(Operations, Administration and Maintenance,操作管理和维护)。以OAM协议为例,本端网卡发送侧每发送预设数量个SEND、WRITE请求和READRESP响应报文,同时发送一个OAM协议的REQ((Request,请求)报文,即OAMREQ报文。在此对于预设数量不作限定,可以根据本端设备和对端设备之间的网络带宽性能或精度确定预设数量。
对端设备接收到OAMREQ报文后,会回复相应的ACK报文(Acknowledgement,确认),称为OAMACK报文。本端设备即可根据接收特殊OAMACK响应的时间和频率调整所述业务报文的发送参数,例如控制网卡发送方向的整体速率。容易理解的是,OAMREQ报文响应越快,表明对端设备有充足资源处理业务,则本端设备发送业务报文的速率可适当提高。
另一种可行的方式可以根据确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送窗口大小。响应时间越长或响应频率越低,发送窗口越小;响应时间越短或响应频率越高,发送窗口越大。
在此对于发送参数不作限定,可以仅包含发送窗口大小,也可以包含其他发送参数。发送窗口大小限制每次发送业务报文的数量,增大发送窗口大小,实质属于提高了单位时间内发送业务报文的数量,即提高了业务报文的发送速率。
本申请采用与业务报文完全解耦的基于预设管理协议的请求报文,根据基于预设管理协议的请求报文和确认报文之间的响应时间和响应频率,从而调整业务报文的发送参数,有效实现了流量管控,同时简化了流量管控流程,具有良好的扩展性。在此基础上,可以在请求报文中携带时间戳以进行传输时延测量等策略,还可以在回复的确认报文中携带拥塞信息、丢包信息等,便于感知更多网络信息进行精细化网络拥塞控制。
在上述实施例的基础上,为了进一步确保基于预设管理协议的请求报文和确认报文能够真实反映本端设备和对端设备之间的网络拥塞状态,可以将请求报文设为与业务报文相同优先级,但对端设备以最高优先级回复基于预设管理协议的确认报文,如此可以及时发出确认报文。此时对应的完整过程可以参见图2,图2为本申请实施例所提供的另一种网络拥塞控制方法的流程图:
S201:按照初始窗口向对端设备发送业务报文;
S202:每发送预设数量个带载荷的业务报文,发送一个与业务报文相同优先级、基于预设管理协议的请求报文;
S203:在对端设备响应于请求报文,以最高优先级回复基于预设管理协议的确认报文后,根据确认报文的响应时间和响应频率,调整业务报文的发送参数。
参见图3,图3为本申请实施例所提供的本端设备和对端设备通信过程示意图,图3中主机A为本端设备,主机B为对端设备,二者分别包含网卡A和网卡B,同时均包含发送单元和接收单元。容易理解是,由于通信过程通常为双向过程,同一设备可能为业务报文的发送主体,也可以为响应报文的接收主体。
图4为本申请实施例所提供的本端设备或对端设备的软件和硬件结合示意框图,图4所示意结构可以为本端设备,也可以为对端设备,二者所包含的软硬件相同。
其中,发送调度单元用于调度不同QP(Queue pair,队列队)的发送机会 ,对于OAMACK报文的DB(Doorbell 门铃)而言,发送调度单元应取最高优先级调度至发送单元,以便OAMACK报文可快速发出;
发送单元按流发送窗口的限制发送SEND/WRITE请求/READ RESP响应报文等业务报文,每发送数个带载荷的业务报文发送一个OAMREQ报文,同时执行发送OAMACK报文功能;
接收单元接收对端设备发送的业务报文、OAMREQ报文及OAMACK报文;
拥塞控制算法单元根据接收到OAMACK报文的时间和频率来调整本端设备发送窗口大小值,同时每接收一个OAMREQ报文产生高优先级OAMACK报文的DB至发送调度单元模块;
完成队列条目上报单元上报业务报文请求工作队列完成的完成队列条目,标志该次业务报文、OAMREQ报文和OAMACK报文完成。
特别的,OAMREQ报文的发送需要和业务报文走同一优先级,OAMACK报文的发送需要走高优先级,因OAMREQ报文目的是感知业务报文网络路径的拥塞情况。为获取算法所需传输延时信息,只需要在OAMREQ报文中携带发送时间Ts(NIC绝对时间),对端回复的OAMACK报文中携带该发送时间Ts,本端设备的拥塞控制算法单元接收OAMACK报文时读取OAMACK报文中携带的时间Ts和接收OAMACK报文时间Tr,Tr和Ts差值即为算法所需传输延时时间,其余拥塞信息也可类似方式获取。
本实施例利用整体OAMREQ和OAMACK配套,流量控制算法与业务报文解耦,且在本端设备发送侧仅用同一个控制窗口控制本端业务报文和对端应答报文的总数据量实现流量管控。
下面对本申请实施例提供的网络拥塞控制系统进行介绍,下文描述的网络拥塞控制系统与上文描述的网络拥塞控制方法可相互对应参照。
图5为本申请实施例所提供的一种网络拥塞控制系统结构示意图,本申请还提供一种网络拥塞控制系统,包括:
业务报文发送模块,用于按照初始窗口向对端设备发送业务报文;
请求报文发送模块,用于每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;所述预设管理协议与所述业务报文完全解耦;
流量控制模块,用于在所述对端设备响应于所述请求报文,回复基于所述预设管理协议的确认报文后,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数。
基于上述实施例,作为优选的实施例,所述对端设备回复基于所述预设管理协议的确认报文时包括:
所述对端设备以最高优先级回复基于所述预设管理协议的确认报文。
基于上述实施例,作为优选的实施例,还包括:
数量确定模块,用于根据网络带宽性能确定所述预设数量。
基于上述实施例,作为优选的实施例,请求报文发送模块为用于每发送预设数量个带载荷的所述业务报文,以与所述业务报文相同优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文的模块。
基于上述实施例,作为优选的实施例,请求报文发送模块为用于利用报文发送与接收单元按照当前发送窗口发送预设数量个带载荷的所述业务报文;还用于利用调用单元确定所述业务报文的发送优先级,并以所述发送优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文的模块。
基于上述实施例,作为优选的实施例,流量控制模块包括:
发送窗口调整单元,用于根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送窗口大小;其中,所述响应时间越长或所述响应频率越低,所述发送窗口越小。
基于上述实施例,作为优选的实施例,还包括:
传输时延测量模块,用于在所述请求报文中携带发送时间;所述发送时间用于计算报文传输延时。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory ,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory ,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请还提供了一种电子设备,可以包括存储器和处理器,所述存储器中存有计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时,可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口,电源等组件。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言,由于其与实施例提供的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体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“包括一个……”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。

Claims (10)

1.一种网络拥塞控制方法,其特征在于,包括:
按照初始窗口向对端设备发送业务报文;
每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;所述预设管理协议与所述业务报文完全解耦;
在所述对端设备响应于所述请求报文,回复基于所述预设管理协议的确认报文后,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数。
2.根据权利要求1所述的网络拥塞控制方法,其特征在于,所述对端设备回复基于所述预设管理协议的确认报文时包括:
所述对端设备以最高优先级回复基于所述预设管理协议的确认报文。
3.根据权利要求1所述的网络拥塞控制方法,其特征在于,每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文之前,还包括:
根据网络带宽性能确定所述预设数量。
4.根据权利要求3所述的网络拥塞控制方法,其特征在于,每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文包括:
每发送预设数量个带载荷的所述业务报文,以与所述业务报文相同优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文。
5.根据权利要求4所述的网络拥塞控制方法,其特征在于,每发送预设数量个带载荷的所述业务报文,以与所述业务报文相同优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文包括:
利用报文发送与接收单元按照当前发送窗口发送预设数量个带载荷的所述业务报文;
利用调用单元确定所述业务报文的发送优先级,并以所述发送优先级发送一个基于预设管理协议的请求报文。
6.根据权利要求1所述的网络拥塞控制方法,其特征在于,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数包括:
根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送窗口大小;其中,所述响应时间越长或所述响应频率越低,所述发送窗口越小。
7.根据权利要求1所述的网络拥塞控制方法,其特征在于,所述发送一个基于预设管理协议的请求报文时还包括:
在所述请求报文中携带发送时间;
相应的,所述确认报文中包含所述发送时间;所述发送时间用于计算报文传输延时。
8.一种网络拥塞控制系统,其特征在于,包括:
业务报文发送模块,用于按照初始窗口向对端设备发送业务报文;
请求报文发送模块,用于每发送预设数量个所述业务报文,发送一个基于预设管理协议的请求报文;所述预设管理协议与所述业务报文完全解耦;
流量控制模块,用于在所述对端设备响应于所述请求报文,回复基于所述预设管理协议的确认报文后,根据所述确认报文的响应时间和响应频率,调整所述业务报文的发送参数。
9.一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,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的网络拥塞控制方法的步骤。
10.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器中存有计算机程序,所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的网络拥塞控制方法的步骤。
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