用于分組交換網(wǎng)絡(luò)中的隊(duì)列管理的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域涉及用于分組交換網(wǎng)絡(luò)中的隊(duì)列管理的方法和系統(tǒng)，尤其涉及一種其中可以在中間節(jié)點(diǎn)對(duì)分組進(jìn)行丟棄或標(biāo)記的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)研發(fā)出了不同的擁塞控制機(jī)制。截至目前，所有的擁塞控制機(jī)制都假設(shè)相同的擁塞反饋(congest1n to feedback)功能，S卩尾部丟棄隊(duì)列上的分組丟棄或延遲，以及針對(duì)分組丟棄的公平響應(yīng)，是如近似傳輸控制協(xié)議(TCP)Reno算法的功能進(jìn)行響應(yīng)。為了避免延時(shí)，需要可替換的機(jī)制，然而，這些可替換機(jī)制并未匹配TCP Reno中的平均排隊(duì)延遲或分組丟失概率。數(shù)據(jù)中心TCP(DCTCP)是這樣的可替換機(jī)制的一個(gè)示例，但是其它擁塞控制機(jī)制也是可能的。
[0003]如今，部署并不“TCP友好”的主動(dòng)隊(duì)列管理(AQM)和擁塞控制器并不可能或者無法被接受。新的動(dòng)機(jī)被局限于與互聯(lián)網(wǎng)分離的圍墻部署形式(walIed deployment)，例如數(shù)據(jù)中心。作出了一些改進(jìn)，但是預(yù)期一些類型的“TCP友好的”行為，而更多新的擁塞控制機(jī)制卻與此有所偏差，并且協(xié)議的部署遇到了更多阻力。另外，已經(jīng)采取了專用的網(wǎng)內(nèi)措施以迫使流滿足公平性考量，例如公平排隊(duì)。
[0004]如今，不同的業(yè)務(wù)類型在具有為它們所分配的不同容量的不同“管道”中進(jìn)行分離，而這與它們之中活動(dòng)流的數(shù)量無關(guān)。一個(gè)管道可能由于許多流而過載，其中每個(gè)流均僅得到少量的帶寬，而其它管道則可能由于僅僅幾個(gè)流而過載，其中每個(gè)流具有均得到大量的帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施例的目標(biāo)是提供一種在確保公平性的同時(shí)允許不同類型的業(yè)務(wù)在相同網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行操作的方法和系統(tǒng)。不同類型可以在端點(diǎn)中使用不同擁塞機(jī)制，或者可以使用具有不同參數(shù)的相同擁塞機(jī)制。本發(fā)明特定實(shí)施例的目標(biāo)在于在與TCP Reno或TCPNew Reno相同的網(wǎng)絡(luò)上允許DCTCP流，同時(shí)確保所有業(yè)務(wù)流得到公平的份額。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于分組交換網(wǎng)絡(luò)中的隊(duì)列管理的方法，該分組交換網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)送節(jié)點(diǎn)、接收節(jié)點(diǎn)以及一個(gè)或多個(gè)中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其中該一個(gè)或多個(gè)中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過多條鏈路互相耦合由此形成用于在發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間輸送分組流的路徑，該方法包括在中間節(jié)點(diǎn)處:
[0007]-接收屬于與第一隊(duì)列管理機(jī)制相關(guān)聯(lián)的第一業(yè)務(wù)類型的第一分組以及屬于與第二隊(duì)列管理機(jī)制相關(guān)聯(lián)的第二業(yè)務(wù)類型的第二分組；
[0008]-依據(jù)該第一隊(duì)列管理機(jī)制標(biāo)記或丟棄該第一分組并且依據(jù)該第二隊(duì)列管理機(jī)制標(biāo)記或丟棄該第二分組;并且
[0009]-將該第二分組的標(biāo)記或丟棄與該第一分組的標(biāo)記或丟棄進(jìn)行耦合。
[0010]本發(fā)明的實(shí)施例尤其基于可能對(duì)在中間節(jié)點(diǎn)所接收的不同類型的業(yè)務(wù)的標(biāo)記或丟棄進(jìn)行耦合的觀點(diǎn)。該耦合例如可能使用端點(diǎn)中的擁塞控制器的相應(yīng)響應(yīng)功能。通過引入這樣的耦合，能夠?qū)捎镁W(wǎng)絡(luò)資源在使用第一隊(duì)列管理機(jī)制的第一分組與使用第二隊(duì)列管理機(jī)制的第二分組的流之間的公平共享可被改善，和/或預(yù)定的共享可以被預(yù)想。
[0011]該方法提供了一種為具有混合類型的業(yè)務(wù)的分組交換網(wǎng)絡(luò)中的所有類型的業(yè)務(wù)的所有流提供可用帶寬的公平份額或預(yù)定份額的方法，同時(shí)仍然尊重所建立業(yè)務(wù)類型的所接受需求。
[0012]根據(jù)一個(gè)可能的實(shí)施例，該第一分組的標(biāo)記或丟棄依據(jù)第一標(biāo)記或丟棄概率執(zhí)行，并且該第二分組的標(biāo)記或丟棄依據(jù)第二標(biāo)記或丟棄概率執(zhí)行;并且該耦合包括基于表示該第一標(biāo)記或丟棄概率的測量而計(jì)算該第二標(biāo)記或丟棄概率。該第一標(biāo)記或丟棄概率可以在諸如尾部丟棄隊(duì)列系統(tǒng)的被動(dòng)的第一隊(duì)列管理機(jī)制的情況下進(jìn)行測量，或者在主動(dòng)第一隊(duì)列管理機(jī)制的情況下可以是例如基于隊(duì)列大小所計(jì)算的數(shù)值。更一般地，所接收到的第一和第二分組可以被存儲(chǔ)在至少一個(gè)隊(duì)列緩沖器中，并且該第一標(biāo)記或丟棄概率可以基于與該至少一個(gè)隊(duì)列緩沖器中的第一和第二分組的數(shù)量相關(guān)的測量來確定，上述測量諸如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知并且在現(xiàn)有技術(shù)的主動(dòng)隊(duì)列管理(AQM)系統(tǒng)中使用的瞬時(shí)隊(duì)列長度、平均隊(duì)列長度、分組留存時(shí)間、進(jìn)入業(yè)務(wù)速率、外出業(yè)務(wù)速率、瞬時(shí)分組隊(duì)列溢出、平均隊(duì)列溢出速率等。換句話說，隊(duì)列緩沖器臨時(shí)保存已經(jīng)被接收的分組，并且隨后可能使用第一標(biāo)記或丟棄概率以及所耦合的第二標(biāo)記或丟棄概率根據(jù)具體隊(duì)列管理機(jī)制丟棄或標(biāo)記臨時(shí)保存在該隊(duì)列緩沖器中的分組。如果提供了多于一個(gè)的隊(duì)列緩沖器，例如，針對(duì)每種類型的隊(duì)列管理機(jī)制有一個(gè)隊(duì)列緩沖器，則可以使用與第一隊(duì)列中的第一分組的數(shù)量相關(guān)的測量來計(jì)算該第一標(biāo)記或丟棄概率，或者可以使用與第一和第二隊(duì)列中的第一和第二分組的數(shù)量相關(guān)的測量來計(jì)算該第一標(biāo)記或丟棄概率。
[0013]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該接收包括對(duì)第一隊(duì)列中的第一分組和第二隊(duì)列中的第二分組進(jìn)行分類;并且該耦合包括依據(jù)第一和第二權(quán)重對(duì)來自第一隊(duì)列和第二隊(duì)列的被標(biāo)記或未丟棄的第一和第二分組的傳輸進(jìn)行調(diào)度。優(yōu)選地，針對(duì)第一分組測量第一所使用帶寬并且針對(duì)第二分組測量第二所使用帶寬;其中該第一和第二所使用帶寬分別被用來計(jì)算該第一和第二權(quán)重。更優(yōu)選地，該第一分組的標(biāo)記或丟棄依據(jù)第一標(biāo)記或丟棄概率執(zhí)行，并且該第二分組的標(biāo)記或丟棄依據(jù)第二標(biāo)記或丟棄概率執(zhí)行;其中該第一和第二標(biāo)記或丟棄概率分別被用來確定該第一和第二權(quán)重。通過根據(jù)該第一和第二帶寬和/或丟棄概率的計(jì)算該第一和第二權(quán)重，該第一和第二隊(duì)列的填充水平可以根據(jù)所接收到的分組流而受到影響，其進(jìn)而影響到該第一和第二隊(duì)列管理機(jī)制所使用的第一和第二丟棄概率，這允許確保流的公平共享。
[0014]根據(jù)又另一個(gè)實(shí)施例，該接收包括對(duì)第一隊(duì)列中的第一分組和第二隊(duì)列中的第二分組進(jìn)行分類;并且該耦合包括對(duì)與第一隊(duì)列的被標(biāo)記或未丟棄的第一分組相比具有優(yōu)先權(quán)的來自第二隊(duì)列的被標(biāo)記或未丟棄的第二分組的傳輸進(jìn)行調(diào)度。注意到，在該實(shí)施例中，同樣地，該第一分組的標(biāo)記或丟棄可以依據(jù)第一標(biāo)記或丟棄概率執(zhí)行，并且該第二分組的標(biāo)記或丟棄可以依據(jù)基于表示第一標(biāo)記或丟棄概率的測量所確定的第二標(biāo)記或丟棄概率執(zhí)行。更具體地，該第二標(biāo)記或丟棄概率可以被確定為基于與第一隊(duì)列中的第一分組數(shù)量相關(guān)的測量所計(jì)算的第一數(shù)值與基于與第二隊(duì)列中的第二分組的數(shù)量相關(guān)的測量所計(jì)算的第二數(shù)值之間的最大值。通過使用優(yōu)先權(quán)調(diào)度，能夠確保低延時(shí)類型被有效地作為低延時(shí)處理，同時(shí)該耦合確保了公平性。
[0015]在優(yōu)選實(shí)施例中，該耦合為使得第一分組的流和第二分組的流被給予可用帶寬的預(yù)定份額，特別是公平份額。
[0016]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，該業(yè)務(wù)類型與以下?lián)砣麉f(xié)議中的任意一種相關(guān)聯(lián):傳輸控制協(xié)議(TCP)Reno、傳輸控制協(xié)議(TCP)New Reno、CUBIC傳輸控制協(xié)議(TCP)、高速TCP、組合TCP、可縮放TCP、使用TCP友好速率控制(TFRC)的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)、多重TCP (MULTCP)、多重TFRC(MULTFRC)、數(shù)據(jù)包擁塞控制協(xié)議(DCCP)、數(shù)據(jù)中心TCP (DCTCP)、D2TCP、D3TCP。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，其它協(xié)議也是可能的。本發(fā)明的實(shí)施例例如允許在同一網(wǎng)絡(luò)上將TCP(New)Ren0與DCTCP進(jìn)行組合，其中所有業(yè)務(wù)都根據(jù)公平共享進(jìn)行。在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，并不可能使得兩種類型的業(yè)務(wù)共享相同的網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)镈CTCP將會(huì)將所有TCP Reno業(yè)務(wù)推開。發(fā)送方中諸如尾部丟棄隊(duì)列上的TCP Reno的向后兼容的擁塞控制機(jī)制通常被接受。使用本發(fā)明的方法實(shí)施例，其在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)新的主動(dòng)隊(duì)列管理系統(tǒng)時(shí)也能夠以TCP友好的方式進(jìn)行工作。
[0017]根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種用于分組交換網(wǎng)絡(luò)中的隊(duì)列管理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接收模塊，其用于接收屬于與第一隊(duì)列管理機(jī)制相關(guān)聯(lián)的第一類型的第一分組以及屬于與第二隊(duì)列管理機(jī)制相關(guān)聯(lián)的第二類型的第二分組。該系統(tǒng)被配置為依據(jù)該第一隊(duì)列管理機(jī)制標(biāo)記或丟棄該第一分組并且依據(jù)該第二隊(duì)列管理機(jī)制標(biāo)記或丟棄該第二分組;并且將該第二分組的標(biāo)記或丟棄與該第一分組的標(biāo)記或丟棄進(jìn)行耦合。
[0018]在優(yōu)選實(shí)施例中，該系統(tǒng)適于將該第二分組的標(biāo)記或丟棄與該第一分組的標(biāo)記或丟棄進(jìn)行耦合而使得第一分組的流和第二分組的流被給予可用帶寬的預(yù)定份額，特別是公平份額。
[0019]在可能的實(shí)施例中，該系統(tǒng)適于依據(jù)第一標(biāo)記或丟棄概率進(jìn)行該第一分組的標(biāo)記或丟棄。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器，其被配置為依據(jù)第二標(biāo)記或丟棄概率進(jìn)行該第二分組的標(biāo)記或丟棄;和計(jì)算模塊，其被配置為基于表示該第一標(biāo)記或丟棄概率的測量而計(jì)算該第二標(biāo)記或丟棄概率。這樣的計(jì)算模塊將確保第二概率耦合至第一概率，從而能夠給出公平性。另外，可以包括測量設(shè)備，其被配置為測量可以被用來確定該第一標(biāo)記或丟棄概率的隊(duì)列參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)用于存儲(chǔ)所接收到的第一和第二分組的隊(duì)列緩沖器。該計(jì)算模塊進(jìn)一步被配置為基于與該至少一個(gè)隊(duì)列緩沖器中的第一和第二分組的數(shù)量相關(guān)的測量來確定該第一標(biāo)記或丟棄概率。
[0020]在可能的實(shí)施例中，該接收模塊包括分類器，其用于對(duì)第一隊(duì)列中的第一分組和第二隊(duì)列中的第二分組進(jìn)行分類。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括調(diào)度器，其被配置為依據(jù)第一和第二權(quán)重對(duì)來自第一隊(duì)列和第二隊(duì)列的被標(biāo)記或未丟棄的第一和第二分組的傳輸進(jìn)行調(diào)度?？蛇x地，該系統(tǒng)包括帶寬測量設(shè)備，其被配置