專利名稱：一種服務(wù)器瞬間擁塞控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)和控制領(lǐng)域，更具體地，涉及對(duì)服務(wù)器瞬間擁塞(Flash crowd)的控制。
背景技術(shù)：
Web服務(wù)器是互聯(lián)網(wǎng)重要的組成部分，對(duì)服務(wù)器的過載控制一直是眾多網(wǎng)站關(guān)注的問題。瞬間擁塞是指大量用戶同時(shí)訪問服務(wù)器，導(dǎo)致訪問請(qǐng)求超過服務(wù)器處理能力，用戶提交的請(qǐng)求無法順利完成，服務(wù)器性能大幅度下降甚至崩潰的現(xiàn)象。瞬間擁塞往往伴隨著自然災(zāi)害(如地震)或突發(fā)事件(如恐怖襲擊)發(fā)生，無法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)發(fā)生時(shí)間。另一方面，瞬間擁塞具有突發(fā)流量大的特點(diǎn)，當(dāng)其發(fā)生時(shí)，訪問請(qǐng)求量往往達(dá)到正常情況下的數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。目前，對(duì)瞬間擁塞的控制方法主要包括請(qǐng)求(request)級(jí)別的控制策略、基于PID方法的會(huì)話(session)級(jí)別的控制策略、基于資源消耗預(yù)測(cè)的控制策略等3類方法。(1)請(qǐng)求級(jí)別的控制策略，其主要利用返回會(huì)話的返回速率作為檢測(cè)和控制的參數(shù)，進(jìn)行請(qǐng)求級(jí)別的控制。該類方法的缺點(diǎn)是忽略了對(duì)用戶會(huì)話完整性的保護(hù)，導(dǎo)致大量的會(huì)話半途而廢。(2)基于PID方法的會(huì)話級(jí)別的控制策略，其基于經(jīng)典反饋控制策略PID方法，利用請(qǐng)求返回時(shí)延作為檢測(cè)和控制的參數(shù)，采取一旦開始服務(wù)就完成的策略，進(jìn)行會(huì)話的準(zhǔn)入控制。該類方法的缺點(diǎn)是容易導(dǎo)致服務(wù)器負(fù)載振蕩，造成大量數(shù)據(jù)包重傳。(3)基于資源消耗預(yù)測(cè)的控制策略，其根據(jù)服務(wù)器的處理能力，采取了基于測(cè)量 (measurement-based)的準(zhǔn)入控制，根據(jù)請(qǐng)求的執(zhí)行情況，在線估計(jì)請(qǐng)求的資源消耗，來決定一個(gè)請(qǐng)求或者會(huì)話是否準(zhǔn)入。該類方法的缺點(diǎn)是需要對(duì)資源消耗進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)，預(yù)測(cè)通常不夠準(zhǔn)確，同時(shí)需要部署在服務(wù)器內(nèi)部，在過載時(shí)極大地消耗了服務(wù)器的計(jì)算能力，進(jìn)一步加重了服務(wù)器的處理負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種服務(wù)器瞬間擁塞控制方法，其能夠保護(hù)會(huì)話完整性，避免因服務(wù)器負(fù)載振蕩而導(dǎo)致的大量數(shù)據(jù)包重傳，同時(shí)無需學(xué)習(xí)或訓(xùn)練，且計(jì)算開銷小。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供了一種服務(wù)器瞬間擁塞控制方法，其中的控制狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀態(tài)和第三狀態(tài)，其中所述第一狀態(tài)中，根據(jù)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延以及是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第二狀態(tài)中，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙是否已滿、當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延和是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第三狀態(tài)中，根據(jù)是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話、當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔、當(dāng)前時(shí)隙是否已滿和數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；
其中初始狀態(tài)為第一狀態(tài)，所述方法包括 1)接收數(shù)據(jù)包，根據(jù)當(dāng)前控制狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)；其中初始狀態(tài)為第一狀態(tài)2)比較數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延與檢測(cè)閾值，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行控制狀態(tài)轉(zhuǎn)變或者保持原有狀態(tài)，其中當(dāng)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值時(shí)，從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)為第二狀態(tài)或從所述第二狀態(tài)轉(zhuǎn)為第三狀態(tài)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與上一個(gè)會(huì)話之間的時(shí)間間隔大于會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延小于或等于檢測(cè)閾值且當(dāng)前請(qǐng)求到達(dá)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限時(shí)，所述第三狀態(tài)轉(zhuǎn)為第一狀態(tài)。上述方法中，所述第一狀態(tài)中的數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延是數(shù)據(jù)包在滑動(dòng)窗口內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延。上述方法中，根據(jù)所述第一狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)一步包括10)對(duì)于當(dāng)前滑動(dòng)窗口未滿的情況，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；11)對(duì)于當(dāng)前滑動(dòng)窗口已滿的情況，計(jì)算當(dāng)前滑動(dòng)窗口內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延；12)對(duì)于平均請(qǐng)求返回時(shí)延小于檢測(cè)閾值的情況，移動(dòng)當(dāng)前滑動(dòng)窗口，記錄請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求；13)對(duì)于平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值的情況，轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包，丟棄來自未開始服務(wù)的會(huì)話的數(shù)據(jù)包。上述方法中，根據(jù)所述第二狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)一步包括20)判斷當(dāng)前時(shí)隙是否已滿，對(duì)于未滿的情況，轉(zhuǎn)步驟21)，否則轉(zhuǎn)步驟22)；21)如果當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包，否則丟棄數(shù)據(jù)包；22)判斷當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)平均請(qǐng)求返回時(shí)延是否小于檢測(cè)閾值；23)對(duì)于小于檢測(cè)閾值的情況，如果當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包，否則丟棄數(shù)據(jù)包；24)對(duì)于大于或等于檢測(cè)閾值的情況，轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包，丟棄來自未開始服務(wù)的會(huì)話的數(shù)據(jù)包。上述方法中，根據(jù)所述第三狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)一步包括30)判斷所接收的數(shù)據(jù)包是否來自已開始服務(wù)，如果是，則轉(zhuǎn)發(fā)，否則轉(zhuǎn)入步驟 31)；31)判斷當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔是否小于會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔，如果小于或等于，則丟棄該數(shù)據(jù)包；否則，轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包，并且對(duì)于當(dāng)前時(shí)隙已滿且當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值的情況，增加會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種服務(wù)器瞬間擁塞控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的控制狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀態(tài)和第三狀態(tài)，其中所述第一狀態(tài)中，根據(jù)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延以及是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；
所述第二狀態(tài)中，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙是否已滿、當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延和是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第三狀態(tài)中，根據(jù)是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話、當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔、當(dāng)前時(shí)隙是否已滿和數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；其中初始狀態(tài)為第一狀態(tài)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)包處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)包，根據(jù)當(dāng)前控制狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)；控制狀態(tài)確定模塊，用于比較數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延與檢測(cè)閾值，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行控制狀態(tài)轉(zhuǎn)變或者保持原有狀態(tài)，其中當(dāng)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值時(shí)，從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)為第二狀態(tài)或從所述第二狀態(tài)轉(zhuǎn)為第三狀態(tài)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與上一個(gè)會(huì)話之間的時(shí)間間隔大于會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延小于檢測(cè)閾值且當(dāng)前請(qǐng)求到達(dá)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限時(shí)，所述第三狀態(tài)轉(zhuǎn)為第一狀態(tài)。上述服務(wù)器瞬間擁塞控制方法及系統(tǒng)，可有效緩解大規(guī)模用戶同時(shí)訪問造成的服務(wù)器過載。其能夠保護(hù)會(huì)話完整性和能保護(hù)有價(jià)值的交易會(huì)話，提高服務(wù)器的利用率；在對(duì)服務(wù)器過載控制的同時(shí)，有效降低數(shù)據(jù)包到達(dá)邊界路由器的速率，有效降低邊界路由器的計(jì)算開銷；無需建立復(fù)雜的輸入輸出函數(shù)，可以避免繁瑣的函數(shù)系數(shù)確定過程，能夠避免服務(wù)器使用率的震蕩；而且不需要預(yù)先學(xué)習(xí)或訓(xùn)練，即插即用。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的過濾方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的滑動(dòng)窗口初始階段示意圖；圖3(a)至(d)是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的滑動(dòng)窗口調(diào)整階段示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)部署連接圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的服務(wù)器瞬間擁塞控制方法和系統(tǒng)進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明所提供的服務(wù)器瞬間擁塞控制方法根據(jù)不同的控制狀態(tài)對(duì)所接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行不同的操作，其中共包括三個(gè)控制狀態(tài)DETECT狀態(tài)、PAS SIVE MITIGATION狀態(tài)和ACTIVE MITIGATION狀態(tài)。其中DETECT狀態(tài)中，主要對(duì)是否發(fā)生了瞬間擁塞進(jìn)行檢測(cè)； PASSIVE MITIGATION狀態(tài)中，盡可能降低服務(wù)器的負(fù)載；ACTIVE MITIGATION狀態(tài)中，主要進(jìn)行會(huì)話級(jí)別的瞬間擁塞控制。服務(wù)器瞬間擁塞情況的判斷主要依據(jù)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延，也就是說通常平均請(qǐng)求時(shí)延較大時(shí)，從DETECT狀態(tài)轉(zhuǎn)為PASSIVE MITIGATION狀態(tài)或從PASSIVE MITIGATION狀態(tài)轉(zhuǎn)為ACTIVE MITIGATION狀態(tài)。當(dāng)然，隨著時(shí)間的推移，在本發(fā)明所提供系統(tǒng)的控制下，服務(wù)器的擁塞情況可能緩 解，這時(shí)從ACTIVE MITIGATION狀態(tài)重新轉(zhuǎn)為DETECT狀態(tài)。如圖1 流程圖所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該服務(wù)器瞬間擁塞控制方法包括如下步驟(1)初始化參數(shù)由用戶設(shè)置滑動(dòng)窗口為TSW，TSW開始時(shí)間為當(dāng)前時(shí)間；檢測(cè)閾值為DELAY—LIMIT ；狀態(tài)變量包括DETECT狀態(tài)、PASSIVE MITIGATION狀態(tài)禾口 ACTIVE MITIGATION 狀態(tài)，當(dāng)前狀態(tài)為 DETECT 狀態(tài)；PAS SIVE MITIGATION 時(shí)隙為 intv-passive ； ACTIVE MITIGATION時(shí)隙為intv-active ；計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)初始置0，該計(jì)數(shù)用于記錄滑動(dòng)窗口或時(shí)隙內(nèi)已記錄的時(shí)間?；瑒?dòng)窗口或兩種時(shí)隙內(nèi)總請(qǐng)求返回時(shí)延delaySum為0秒。請(qǐng)求到達(dá)數(shù)Rn = 0，會(huì)話到達(dá)數(shù)Sn = 0。為方便計(jì)量，上述變量中，滑動(dòng)窗口、檢測(cè)閾值、兩種時(shí)隙的單位都是秒。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，該包括滑動(dòng)窗口的實(shí)施例是優(yōu)選的。通過該滑動(dòng)窗口可以控制在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，即滑動(dòng)窗口大小的時(shí)間，具體地，在滑動(dòng)窗口滿時(shí)，依據(jù)已記錄時(shí)間跨度內(nèi)的信息進(jìn)行檢測(cè)，由此成功地避免了由于流量波動(dòng)導(dǎo)致的因檢測(cè)時(shí)間過短而引起的檢測(cè)誤差。在該優(yōu)選實(shí)施例中，滑動(dòng)窗口每次向前移動(dòng)一秒，即每秒檢測(cè)一次，因此在保證誤檢率低的同時(shí)又可及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。下面參考圖2和圖3對(duì)該滑動(dòng)窗口進(jìn)行詳細(xì)介紹，對(duì)于滑動(dòng)窗口主要包括下列兩個(gè)階段的操作階段1 參考圖2，該階段是滑動(dòng)窗口初始階段。剛開始進(jìn)行服務(wù)器瞬間擁塞檢測(cè)時(shí)，記錄時(shí)間跨度為0，在該階段中將記錄的時(shí)間跨度增加到滑動(dòng)窗口大小。圖2中所示的滑動(dòng)窗口大小為4秒，在4秒后滑動(dòng)窗口滿，也就是說該階段的持續(xù)時(shí)間為4秒。階段2:參考圖3(a)至(d)，該階段是滑動(dòng)窗口調(diào)整階段。在滑動(dòng)窗口已滿時(shí)， 進(jìn)行滑動(dòng)窗口移動(dòng)。具體地，滑動(dòng)窗口已滿時(shí)，滑動(dòng)窗口整體向前移動(dòng)一秒，其中最后一秒為待記錄時(shí)間，其余秒為已記錄時(shí)間；然后，滑動(dòng)窗口隨時(shí)間再次被填滿；在滑動(dòng)窗口填滿后，將再次向前移動(dòng)，如此循環(huán)。(2)接收一個(gè)數(shù)據(jù)包。如果是一個(gè)請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)包，則記錄此請(qǐng)求返回時(shí)間，并根據(jù)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間和該請(qǐng)求返回時(shí)間計(jì)算請(qǐng)求返回時(shí)延，將此時(shí)延累加到當(dāng)前滑動(dòng)窗口或時(shí)隙內(nèi)總請(qǐng)求返回時(shí)延delaySum，并轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求返回?cái)?shù)據(jù)包。如果是一個(gè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，Rn加 1 ；并且，如果當(dāng)前狀態(tài)為DETECT狀態(tài)，轉(zhuǎn)入步驟(3)，如果當(dāng)前狀態(tài)為PASSIVE MITIGATION 狀態(tài)，轉(zhuǎn)入步驟(4)，如果當(dāng)前狀態(tài)為ACTIVE MITIGATION狀態(tài)，轉(zhuǎn)入步驟(5)。(3)如果所接收的請(qǐng)求數(shù)據(jù)包來自一個(gè)以前未出現(xiàn)過的會(huì)話，當(dāng)前TSW內(nèi)的會(huì)話數(shù)Sn加1。判斷計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)是否小于TSW，也即判斷TSW是否已滿。如果小于，則記錄請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，對(duì)該請(qǐng)求數(shù)據(jù)包進(jìn)行請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)入步驟(2)；否則轉(zhuǎn)入步驟(6)。(4)判斷計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)是否小于intv-passive。如果小于，則轉(zhuǎn)入步驟(9)；否則轉(zhuǎn)入步驟(10)。(5)判斷該請(qǐng)求是否來自已開始服務(wù)的會(huì)話，如果是，記錄請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求，轉(zhuǎn)入步驟(2)；否則轉(zhuǎn)入步驟(13)。(6)判斷瞬間擁塞是否發(fā)生。具體而言，計(jì)算當(dāng)前滑動(dòng)窗口內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延，其中平均請(qǐng)求返回時(shí)延=delaySum/TSW，如果平均請(qǐng)求返回時(shí)延小于DELAY_LIMIT，則認(rèn)為未發(fā)生瞬間擁塞，如果未發(fā)生，則對(duì)滑動(dòng)窗口進(jìn)行移動(dòng)，記錄該請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求，Rn置1，轉(zhuǎn)入步驟(2)；否則認(rèn)為發(fā)生瞬間擁塞，并轉(zhuǎn)入步驟(7)。其中，上述對(duì)滑動(dòng)窗口進(jìn)行移動(dòng)具體包括將當(dāng)前計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)調(diào)整為當(dāng)前計(jì)數(shù)減1，清空TSW最前一秒內(nèi)的返回時(shí)延記錄、會(huì)話到達(dá)數(shù)和請(qǐng)求到達(dá)數(shù)。(7)當(dāng)前TSW內(nèi)請(qǐng)求速率Rf = Rn/TSff,當(dāng)前TSW內(nèi)的會(huì)話速率Sf = Sn/TSff,并將當(dāng)前狀態(tài)更改為PASSIVE MITIGATION,時(shí)隙調(diào)整為intv-passive，計(jì)時(shí)器清零，請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限r(nóng)eqLimit = α X Rf，其中參數(shù)α可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，優(yōu)選的取值范圍是0. 75至0. 8，Rn、 Sn置為0，請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)reqForward置為0，轉(zhuǎn)入步驟(8)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或系統(tǒng)要求直接選定上述的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限r(nóng)eqLimit，而非通過當(dāng)前TSW內(nèi)請(qǐng)求速率進(jìn)行計(jì)算。(8)判斷此請(qǐng)求是否來自已經(jīng)開始服務(wù)的會(huì)話，如果不是，丟棄，轉(zhuǎn)入步驟(2)；如果是，記錄請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求，請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)reqForward加1，Rn加1，轉(zhuǎn)入步驟(2)。(9)判斷此請(qǐng)求是否來自已經(jīng)開始服務(wù)的會(huì)話，并且當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù) reqForward小于reqLimit，如果不是，丟棄此請(qǐng)求，轉(zhuǎn)入步驟(2)；否則記錄請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間， 轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求，reqForward加1，轉(zhuǎn)入步驟(2)。(10)判斷該intv-passive時(shí)隙內(nèi)平均請(qǐng)求返回時(shí)延是否小于DELAY_LIMIT，如果小于，轉(zhuǎn)入步驟(11)，否則轉(zhuǎn)入步驟(12)。(11)計(jì)時(shí)器清 0，reqForward 置 0，delaySum 置 0，開始一個(gè)新的 PASSIVE MITIGATION時(shí)隙，進(jìn)入步驟(9)。(12)進(jìn)入 ACTIVE MITIGATION 狀態(tài)，會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔 sessionlntv = 1/Sf，時(shí)隙變?yōu)閕ntv-active，計(jì)時(shí)器清0，Rn = 0, delaySum = 0。判斷該請(qǐng)求是否來著已開始服務(wù)的會(huì)話，如果是，記錄該請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，Rn加1，轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求，轉(zhuǎn)入步驟(2)。否則丟棄該請(qǐng)求，轉(zhuǎn)入步驟(2)。(13)當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔是否大于sessionlntv，如果小于， 則丟棄該請(qǐng)求，如果大于，則記錄該請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)該請(qǐng)求。判斷計(jì)時(shí)器是否超過 intv-active，如果沒有超過，則轉(zhuǎn)入步驟(2)。否則轉(zhuǎn)入步驟(14)。(14)判斷當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延是否小于DELAY_LIMIT，如果大于或等于，則增加sessionlntv, delaySum置0，Rn置0，計(jì)時(shí)器置0，轉(zhuǎn)入步驟(2)。否則轉(zhuǎn)入步驟 (15)。(15)判斷Rn是否小于reqLimit，如果小于，則狀態(tài)變?yōu)镈ETECT，Rn = 0，delaySum =0,Sn = 0，計(jì)時(shí)器置0，進(jìn)入步驟(2)。否則Rn置0，delaySum置0，計(jì)時(shí)器置0，Sn置0，
轉(zhuǎn)入步驟⑵。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種服務(wù)器瞬間擁塞控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的控制狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀態(tài)和第三狀態(tài)，其中所述第一狀態(tài)中，根據(jù)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延以及是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第二狀態(tài)中， 根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙是否已滿、當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延和是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第三狀態(tài)中，根據(jù)是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話、當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔、當(dāng)前時(shí)隙是否已滿和數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；且初始狀態(tài)為第一狀態(tài)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)包處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)包，根據(jù)當(dāng)前控制狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)；控制狀態(tài)確定模塊， 用于比較數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延與檢測(cè)閾值，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行控制狀態(tài)轉(zhuǎn)變或者保持原有狀態(tài)。其中當(dāng)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值時(shí)，從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)為第二狀態(tài)或從所述第二狀態(tài)轉(zhuǎn)為第三狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與上一個(gè)會(huì)話之間的時(shí)間間隔大于會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值且當(dāng)前請(qǐng)求到達(dá)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限時(shí)，所述第三狀態(tài)轉(zhuǎn)為第一狀態(tài)。本發(fā)明公開的上述控制系統(tǒng)具有有效控制瞬間擁塞的能力，主要部署于 接入路由器與被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)之間，具體的部署連接方式可參見圖4所示。與部署在服務(wù)器上的控制策略相比，避免了對(duì)服務(wù)器計(jì)算能力大量消耗。應(yīng)該注意到并理解，在不脫離后附的權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鲈敿?xì)描述的本發(fā)明做出各種修改和改進(jìn)。因此，要求保護(hù)的技術(shù)方案的范圍不受所給出的任何特定示范教導(dǎo)的限制。
權(quán)利要求
1.一種服務(wù)器瞬間擁塞控制方法，其中的控制狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀態(tài)和第三狀態(tài)，其中所述第一狀態(tài)中，根據(jù)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延以及是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第二狀態(tài)中，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙是否已滿、當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延和是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第三狀態(tài)中，根據(jù)是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話、當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔、當(dāng)前時(shí)隙是否已滿和數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；其中初始狀態(tài)為第一狀態(tài)，所述方法包括1)接收數(shù)據(jù)包，根據(jù)當(dāng)前控制狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)；2)比較數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延與檢測(cè)閾值，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行控制狀態(tài)轉(zhuǎn)變或者保持原有狀態(tài)，其中當(dāng)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值時(shí)，從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)為第二狀態(tài)或從所述第二狀態(tài)轉(zhuǎn)為第三狀態(tài)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與上一個(gè)會(huì)話之間的時(shí)間間隔大于會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延小于檢測(cè)閾值且當(dāng)前請(qǐng)求到達(dá)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限時(shí)，所述第三狀態(tài)轉(zhuǎn)為第一狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一狀態(tài)中的數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延是數(shù)據(jù)包在滑動(dòng)窗口內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)一步包括10)對(duì)于當(dāng)前滑動(dòng)窗口未滿的情況，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；11)對(duì)于當(dāng)前滑動(dòng)窗口已滿的情況，計(jì)算當(dāng)前滑動(dòng)窗口內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延；12)對(duì)于平均請(qǐng)求返回時(shí)延小于檢測(cè)閾值的情況，移動(dòng)當(dāng)前滑動(dòng)窗口，記錄請(qǐng)求到達(dá)時(shí)間，轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求；13)對(duì)于平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值的情況，轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包，丟棄來自未開始服務(wù)的會(huì)話的數(shù)據(jù)包。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第二狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)一步包括20)判斷當(dāng)前時(shí)隙是否已滿，對(duì)于未滿的情況，轉(zhuǎn)步驟21)，否則轉(zhuǎn)步驟22)；21)如果當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包， 否則丟棄數(shù)據(jù)包；22)判斷當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)平均請(qǐng)求返回時(shí)延是否小于檢測(cè)閾值；23)對(duì)于小于檢測(cè)閾值的情況，如果當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限，則轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包，否則丟棄數(shù)據(jù)包；24)對(duì)于大于或等于檢測(cè)閾值的情況，轉(zhuǎn)發(fā)來自已開始服務(wù)的數(shù)據(jù)包，丟棄來自未開始服務(wù)的會(huì)話的數(shù)據(jù)包。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第三狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)一步包括30)判斷所接收的數(shù)據(jù)包是否來自已開始服務(wù)，如果是，則轉(zhuǎn)發(fā)，否則轉(zhuǎn)入步驟31)；31)判斷當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔是否小于會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔，如果小于或等于，則丟棄該數(shù)據(jù)包；否則，轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包，并且對(duì)于當(dāng)前時(shí)隙已滿且當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值的情況，增加會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔。
6. 一種服務(wù)器瞬間擁塞控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的控制狀態(tài)包括第一狀態(tài)、第二狀態(tài)和第三狀態(tài)，其中所述第一狀態(tài)中，根據(jù)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延以及是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第二狀態(tài)中，根據(jù)當(dāng)前時(shí)隙是否已滿、當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延和是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；所述第三狀態(tài)中，根據(jù)是否來自未開始服務(wù)的會(huì)話、當(dāng)前時(shí)間距上一個(gè)會(huì)話開始時(shí)間間隔、當(dāng)前時(shí)隙是否已滿和數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延來確定丟棄還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包； 其中初始狀態(tài)為第一狀態(tài)， 所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)包處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)包，根據(jù)當(dāng)前控制狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)； 控制狀態(tài)確定模塊，用于比較數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延與檢測(cè)閾值，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行控制狀態(tài)轉(zhuǎn)變或者保持原有狀態(tài)，其中當(dāng)數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延大于或等于檢測(cè)閾值時(shí)，從所述第一狀態(tài)轉(zhuǎn)為第二狀態(tài)或從所述第二狀態(tài)轉(zhuǎn)為第三狀態(tài)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與上一個(gè)會(huì)話之間的時(shí)間間隔大于會(huì)話準(zhǔn)入時(shí)間間隔、數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延小于檢測(cè)閾值且當(dāng)前請(qǐng)求到達(dá)數(shù)小于請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)上限時(shí)，所述第三狀態(tài)轉(zhuǎn)為第一狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種服務(wù)器瞬間擁塞控制方法和系統(tǒng)，對(duì)于該方法，其中的控制狀態(tài)包括第一、第二和第三狀態(tài)，在各個(gè)狀態(tài)中，不同情況對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行不同處理；該方法包括1)接收數(shù)據(jù)包，根據(jù)控制狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄或轉(zhuǎn)發(fā)；2)比較數(shù)據(jù)包的平均請(qǐng)求返回時(shí)延與檢測(cè)閾值，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行控制狀態(tài)轉(zhuǎn)變或者保持原有狀態(tài)，其中當(dāng)平均請(qǐng)求返回時(shí)延較大時(shí)，從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)為第二狀態(tài)或從第二狀態(tài)轉(zhuǎn)為第三狀態(tài)，當(dāng)擁塞情況緩解時(shí)，從第三狀態(tài)轉(zhuǎn)為第一狀態(tài)。該方法和系統(tǒng)能夠保護(hù)會(huì)話完整性，避免因服務(wù)器負(fù)載振蕩而導(dǎo)致的大量數(shù)據(jù)包重傳，同時(shí)無需學(xué)習(xí)或訓(xùn)練，且計(jì)算開銷小。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102333040SQ20111033384
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者云曉春, 張永錚, 肖軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所