本發(fā)明大體上涉及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，更具體地，涉及在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的控制器和在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的方法，用于網(wǎng)絡(luò)中基于遙測(cè)的多路徑傳輸。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今世界，互聯(lián)網(wǎng)將來自世界各地的人們聯(lián)系在一起，任何人都可以借助于互聯(lián)網(wǎng)輕松地共享信息和進(jìn)行交流?；ヂ?lián)網(wǎng)提供了一個(gè)與多個(gè)通信設(shè)備高速共享數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)通常通過傳輸控制協(xié)議(transport?control?protocol，tcp)或遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(remote?direct?memory?access，rdma)等傳輸協(xié)議進(jìn)行傳輸。傳輸協(xié)議負(fù)責(zé)建立連接并確保所有數(shù)據(jù)都安全到達(dá)。但是，在一些情況下，傳輸協(xié)議面臨的問題是選擇合適的網(wǎng)絡(luò)路徑來傳輸數(shù)據(jù)而不會(huì)遇到任何延遲。網(wǎng)絡(luò)路徑中的延遲是由多種因素造成的，包括不同的網(wǎng)絡(luò)路徑、不同的速度(例如帶寬)和不同的擁塞狀態(tài)，這些都會(huì)影響沿著路由器/交換機(jī)的排隊(duì)延遲。因此，在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)路徑非常重要，因?yàn)樗鼧O大地影響了傳輸協(xié)議的性能。此外，傳輸協(xié)議通過改變數(shù)據(jù)包頭中的字段，例如傳輸層或第6版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(internet?protocol?version?6，ipv6)流標(biāo)簽字段，來選擇網(wǎng)絡(luò)路徑。許多傳輸協(xié)議使用帶內(nèi)遙測(cè)，沿著網(wǎng)絡(luò)路徑的每個(gè)路由器都將遙測(cè)數(shù)據(jù)推送到中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)包中。

2、傳統(tǒng)上，已經(jīng)進(jìn)行了某些嘗試來選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸數(shù)據(jù)，例如通過使用網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)方法。網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)方法使用添加到數(shù)據(jù)包的恒定大小的遙測(cè)字段。恒定大小的遙測(cè)字段包括沿著每個(gè)路由器/交換機(jī)更新的網(wǎng)絡(luò)路徑的轉(zhuǎn)接延遲。但是，網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)方法并不符合選擇合適的網(wǎng)絡(luò)路徑來傳輸數(shù)據(jù)而沒有任何延遲的期望。另一種方法公開了具有添加到數(shù)據(jù)包的性能位圖的遙測(cè)字段。沿著網(wǎng)絡(luò)路徑的每個(gè)路由器都會(huì)更新對(duì)應(yīng)的位，從而指示當(dāng)前路由器是否擁塞。此外，從路由器收集的信息被網(wǎng)絡(luò)中的中央管理實(shí)體用于報(bào)告或糾正問題。但是，現(xiàn)有的方法并沒有明確地公開選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)路徑來傳輸數(shù)據(jù)而不會(huì)遇到任何延遲。因此，存在的技術(shù)問題是如何在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)路徑來傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)最小化由于擁塞導(dǎo)致的延遲。

3、因此，根據(jù)上述討論，需要克服與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)路徑選擇技術(shù)相關(guān)的上述缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的控制器和在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的方法。本發(fā)明提供了一種現(xiàn)有問題的方案，即如何在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中選擇最佳的網(wǎng)絡(luò)路徑來傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)最小化由于擁塞導(dǎo)致的延遲。本發(fā)明的目的是提供一種方案，該方案至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中遇到的問題，并提供改進(jìn)的控制器和方法，用于網(wǎng)絡(luò)中基于遙測(cè)的多路徑傳輸。

2、本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)目的是通過所附獨(dú)立權(quán)利要求中提供的方案實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中進(jìn)一步限定本發(fā)明的有利實(shí)現(xiàn)方式。

3、在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的控制器。所述控制器用于確定從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑，所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑對(duì)應(yīng)于到所述目的地節(jié)點(diǎn)的連接。所述控制器還用于為所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑生成數(shù)據(jù)包。每個(gè)數(shù)據(jù)包包括延遲字段，并且將每個(gè)數(shù)據(jù)包沿著所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)剿瞿康牡毓?jié)點(diǎn)。所述控制器用于接收對(duì)沿著對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包的響應(yīng)消息，其中，所述響應(yīng)消息包括指示沿著所述網(wǎng)絡(luò)路徑的延遲的延遲字段，并且基于所述接收到的響應(yīng)的所述延遲字段確定要使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。

4、所述控制器用于在所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用。所述控制器用于確定從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述目的地節(jié)點(diǎn)的所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。此外，所述控制器為所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑生成所述數(shù)據(jù)包。每個(gè)數(shù)據(jù)包包括延遲字段，并且將每個(gè)數(shù)據(jù)包沿著所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)剿瞿康牡毓?jié)點(diǎn)。此外，所述控制器接收對(duì)沿著所述對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包的所述響應(yīng)消息。所述響應(yīng)消息包括指示沿著所述網(wǎng)絡(luò)路徑的所述延遲的所述延遲字段，并基于所述接收到的響應(yīng)的所述延遲字段確定要使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。確定擁塞水平降低的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑增加了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。此外，所述控制器提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。此外，控制器提供了網(wǎng)絡(luò)路徑的多路徑使用，并提高了網(wǎng)絡(luò)利用率和成本效益。

5、在一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器用于通過選擇具有最低延遲的網(wǎng)絡(luò)路徑，基于所述接收到的響應(yīng)的所述延遲字段確定要使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。

6、有利的是，確定要使用的具有最低延遲的網(wǎng)絡(luò)路徑提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?，從而進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的總體吞吐量。

7、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器用于通過選擇具有低于閾值延遲水平的延遲的網(wǎng)絡(luò)路徑，基于所述接收到的響應(yīng)的所述延遲字段確定要使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。

8、有利的是，選擇具有低于閾值延遲水平的延遲的網(wǎng)絡(luò)路徑使得能夠通過網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)減少延遲。此外，通過網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸同時(shí)減少延遲提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?/p>

9、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器還用于通過確定網(wǎng)絡(luò)路徑中存在擁塞并且作為響應(yīng)選擇不包括所述擁塞的另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑來確定要使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。

10、在這種實(shí)現(xiàn)方式中，有利的是確定所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的擁塞，并進(jìn)一步選擇沒有擁塞的另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。因此，所述控制器可以提高網(wǎng)絡(luò)的總體性能。

11、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)包還包括擁塞位圖，并且所述控制器還用于基于所述擁塞位圖確定網(wǎng)絡(luò)路徑中存在擁塞。

12、有利的是，擁塞位圖使得控制器能夠知道一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的擁塞，以進(jìn)一步消除擁塞的網(wǎng)絡(luò)路徑以傳輸數(shù)據(jù)包。

13、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述擁塞位圖包括位數(shù)組，其中，所述位數(shù)組中的每個(gè)位對(duì)應(yīng)于所述網(wǎng)絡(luò)路徑中的一跳，并且所述位數(shù)組中的設(shè)置位指示所述對(duì)應(yīng)的一跳被擁塞。

14、有利的是，跳擁塞的指示使得控制器能夠檢測(cè)擁塞的網(wǎng)絡(luò)路徑，從而消除擁塞的網(wǎng)絡(luò)路徑，并提高網(wǎng)絡(luò)性能。

15、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述擁塞位圖攜帶在所述數(shù)據(jù)包的有效載荷中。

16、有利的是，在有效載荷中傳輸具有擁塞位圖的數(shù)據(jù)包使得控制器能夠在傳輸數(shù)據(jù)包期間保持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的性能。

17、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述擁塞位圖攜帶在所述數(shù)據(jù)包的第6版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(internet?protocol?version6，ipv6)頭中。

18、有利的是，ipv6頭用于從一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸數(shù)據(jù)包，并用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的延遲。

19、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述延遲字段攜帶在所述數(shù)據(jù)包的ipv6頭中。

20、ipv6頭攜帶延遲字段有利于使得控制器能夠測(cè)量一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所具有的延遲。

21、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述延遲字段攜帶在所述數(shù)據(jù)包的有效載荷中。

22、在這種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器用于通過網(wǎng)絡(luò)路徑的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的延遲字段確定延遲來在整個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸過程中保持網(wǎng)絡(luò)的性能。

23、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，攜帶所述延遲字段的所述響應(yīng)消息是應(yīng)答(acknowledgment，ack)消息或其擁塞通知報(bào)文。

24、有利的是，應(yīng)答消息使得控制器能夠基于響應(yīng)消息選擇網(wǎng)絡(luò)路徑。

25、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，攜帶所述延遲字段的所述響應(yīng)消息是擁塞通知報(bào)文。

26、所述擁塞通知報(bào)文使得所述控制器能夠基于所述響應(yīng)消息選擇所述網(wǎng)絡(luò)路徑。

27、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器還用于確定要使用的多于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。

28、有利的是，多于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑的確定使得控制器能夠?qū)?shù)據(jù)從多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)侥康牡毓?jié)點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?/p>

29、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器還用于確定在發(fā)起到所述目的地節(jié)點(diǎn)的所述連接時(shí)要使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。

30、有利的是，發(fā)起到目的地節(jié)點(diǎn)的連接，以便以較小的延遲通過網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

31、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器還用于每隔一段時(shí)間確定要將哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑用于到所述目的地節(jié)點(diǎn)的連接。

32、在這種實(shí)現(xiàn)方式中，控制器連續(xù)地檢查網(wǎng)絡(luò)路徑的總體吞吐量(或性能)以保持低時(shí)延并降低擁塞水平。

33、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器還用于當(dāng)使用多于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑時(shí)，通過確定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑具有低吞吐量并且作為響應(yīng)不使用所述網(wǎng)絡(luò)路徑來確定要將哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑用于到所述目的地節(jié)點(diǎn)的所述連接。

34、通過確定具有低吞吐量的網(wǎng)絡(luò)路徑，使得控制器能夠不使用該網(wǎng)絡(luò)路徑，以提高網(wǎng)絡(luò)路徑利用率并提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?/p>

35、在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器還用于通過確定所述連接具有低吞吐量并且作為響應(yīng)確定要用于所述連接的附加網(wǎng)絡(luò)路徑來確定要將哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑用于到所述目的地節(jié)點(diǎn)的所述連接。

36、有利的是，具有低吞吐量的網(wǎng)絡(luò)路徑的確定使得控制器能夠確定要用于連接的附加網(wǎng)絡(luò)路徑，以提高網(wǎng)絡(luò)路徑利用率并提高網(wǎng)絡(luò)的性能。

37、在另一方面，本發(fā)明提供了一種用于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的控制器。所述控制器用于接收包括延遲字段的數(shù)據(jù)包，用當(dāng)前延遲更新所述延遲字段，將所述數(shù)據(jù)包傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)路徑中的下一跳。

38、所述控制器用于在所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用。所述控制器接收包括延遲字段的數(shù)據(jù)包，用當(dāng)前延遲更新所述延遲字段，并且可選地更新?lián)砣粓D。此外，所述控制器將所述數(shù)據(jù)包傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)路徑中的下一跳。本發(fā)明的控制器確保了高效且有效地確定網(wǎng)絡(luò)路徑，同時(shí)減少了擁塞。通過檢測(cè)中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的延遲，使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的控制器能夠消除包括擁塞的網(wǎng)絡(luò)路徑。

39、在又一方面，本發(fā)明提供了一種用于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的方法。所述控制器用于接收包括延遲字段的數(shù)據(jù)包，并生成包括延遲字段的響應(yīng)消息。此外，所述控制器用于將所述響應(yīng)消息的所述延遲字段設(shè)置為所述接收到的數(shù)據(jù)包的延遲字段和所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的延遲。此外，所述控制器用于確定所述數(shù)據(jù)包的發(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并且將所述響應(yīng)消息傳輸?shù)剿霭l(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

40、所述控制器接收包括延遲字段的數(shù)據(jù)包。此外，所述控制器生成包括延遲字段的響應(yīng)消息?？蛇x地，所述響應(yīng)消息包括擁塞位圖。此外，所述響應(yīng)消息的所述延遲字段被所述控制器設(shè)置為所述數(shù)據(jù)包的所述延遲字段。此外，所述發(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由所述控制器確定，所述響應(yīng)消息由有助于知道一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的擁塞的控制器發(fā)送到所述發(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

41、在又一方面，提供了一種在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的方法。所述方法包括確定從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到目的地節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑，所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑對(duì)應(yīng)于到所述目的地節(jié)點(diǎn)的連接。所述方法用于為所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑生成數(shù)據(jù)包，其中，每個(gè)數(shù)據(jù)包包括延遲字段，并且將每個(gè)數(shù)據(jù)包沿著所述一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)剿瞿康牡毓?jié)點(diǎn)。所述方法用于接收對(duì)沿著對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包的所述響應(yīng)消息。所述響應(yīng)消息包括指示沿著所述網(wǎng)絡(luò)路徑的所述延遲的延遲字段，并基于所述接收到的響應(yīng)的所述延遲字段確定要使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑。

42、所述方法實(shí)現(xiàn)了用于在本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的控制器的所有優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果。

43、在又一方面，提供了一種在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的方法。所述方法包括接收包括延遲字段的數(shù)據(jù)包，用當(dāng)前延遲更新所述延遲字段，將所述數(shù)據(jù)包傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)路徑中的下一跳。

44、所述方法實(shí)現(xiàn)了用于在本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的控制器的所有優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果。

45、在又一方面，提供了一種在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的方法。所述方法包括接收包括延遲字段的數(shù)據(jù)包；生成包括所述延遲字段的響應(yīng)消息；將所述響應(yīng)消息的所述延遲字段設(shè)置為所述接收到的數(shù)據(jù)包的所述延遲字段和所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的延遲；確定所述數(shù)據(jù)包的發(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；將所述響應(yīng)消息傳輸?shù)剿霭l(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

46、所述方法實(shí)現(xiàn)了用于在本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用的控制器的所有優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果。

47、需要說明的是，本技術(shù)中描述的所有設(shè)備、元件、電路、單元和構(gòu)件可以通過軟件或硬件元件或其任何類型的組合實(shí)現(xiàn)。本技術(shù)中描述的各種實(shí)體執(zhí)行的所有步驟以及所描述的將由各種實(shí)體執(zhí)行的功能旨在表明相應(yīng)的實(shí)體用于執(zhí)行相應(yīng)的步驟和功能。即使在以下具體實(shí)施例的描述中，外部實(shí)體要執(zhí)行的特定功能或步驟未反映在執(zhí)行該特定步驟或功能的該實(shí)體的特定詳細(xì)元件的描述中，技術(shù)人員應(yīng)清楚，這些方法和功能可以在相應(yīng)的軟件或硬件元件中實(shí)現(xiàn)，或以此類元件的任何種組合實(shí)現(xiàn)。可以理解的是，本發(fā)明的特征易于以各種組合進(jìn)行組合，而不脫離由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。

48、本發(fā)明的附加方面、優(yōu)點(diǎn)、特征和目的從附圖和結(jié)合以下所附權(quán)利要求書解釋的說明性實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)描述中變得顯而易見。