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专利号: 2022107409377
申请人: 长沙理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于,包括:

步骤一,初始化链路基础往返延时RTT、链路带宽C、链路基础延时d、弹跳阈值更新周期Tth、PFC触发阈值QPFC、ECN阈值QECN、交换机出端口数量N、入端口转发最后一个无辜流数据包的时间t[i]、出端口转发最后一个拥塞流数据包序号f.SEQ、弹跳阈值Qth、弹跳阈值更新周期的起始时间t、交换机活跃流数量n0、无辜流检测时间窗口T;

步骤二,交换机监听是否有新数据包到达,若有新数据包到达,转步骤三;否则继续监听是否有新数据包到达;

步骤三,判断当前数据包是否为拥塞流数据包,若是,转步骤四;否则,转发当前数据包到目的出端口,设置当前入端口转发最后一个无辜流数据包的时间t[i]为当前时间;

步骤四,判断出端口队列长度是否大于或等于弹跳阈值Qth,若是,转步骤五;否则,转步骤六;

步骤五,判断当前拥塞流数据包的入端口是否有无辜流,若是,将当前数据包从最小负载出端口转发到相邻上游交换机;否则,将转发当前数据包到目的出端口;

步骤六,判断当前数据包是否是有序数据包,若是,则转发当前数据包到目的出端口,设置当前出端口转发最后一个拥塞流数据包序号f.SEQ为当前数据包序号;否则,转步骤七;

步骤七,判断数据包弹跳延时是否小于乱序重传延时,若是,则将当前数据包从最小负载出端口转发到相邻上游交换机;否则,转发当前数据包到目的出端口;

更新所述弹跳阈值Qth的方法如下:

假设在时刻tb触发弹跳机制时的出端口队列长度为Qth,交换机当前活跃的n条流中有m条流的数据包发生弹跳,在数据包弹跳期间Tb,n‑m条未弹跳流的流量为NT,在时刻tb+Tb时,最大的弹跳流量为BT,则在弹跳结束时,最大的出端口队列长度Q(tb+Tb)为:其中,NT和BT采用如下公式进行计算:

为了保证弹跳的数据包返回到交换机时不触发PFC,在弹跳结束时最大的出端口队列长度Q(tb+Tb)需满足以下条件:其中,N为交换机出端口数量;

同时,为了保证弹跳机制不会使得端到端的拥塞信号被阻塞,更新后的弹跳阈值Qth需满足以下条件:Qth>QECN    (5)

综合公式(1)、(4)、(5),得到更新后的弹跳阈值Qth的取值范围为:

取数据包的最小弹跳时间为2d,得到更新后的弹跳阈值Qth为:

2.根据权利要求1所述的数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于:所述步骤一中,初始化时,链路带宽C设置为交换机出端口的带宽值;链路基础延时d设置为5μs;链路基础往返延时RTT设置为60us;弹跳阈值更新周期Tth设置为50μs;PFC触发阈值QPFC设置为256KB;ECN阈值QECN设置为32KB;无辜流检测时间窗口T设为3RTT;入端口转发最后一个无辜流数据包的时间t[i]、出端口转发最后一个拥塞流数据包序号f.SEQ、弹跳阈值Qth、弹跳阈值更新周期的起始时间t、交换机活跃流数量n0均设置为0。

3.根据权利要求2所述的数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于:从所述步骤二中监听到有新数据包到达至步骤七执行前的任一时间,判断当前时间与弹跳阈值更新周期的起始时间t的差值是否大于或等于弹跳阈值更新周期Tth,若大于或等于弹跳阈值更新周期Tth,则更新弹跳阈值Qth,并将弹跳阈值更新周期的起始时间t设置为当前时间,否则直接转至下一步。

4.根据权利要求3所述的数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于:所述步骤三中,判断当前数据包是否为拥塞流数据包的方法是,若出端口的队列长度>=1,则判断到该出端口的所有数据包都是拥塞流数据包。

5.根据权利要求4所述的数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于:所述步骤五中,判断当前拥塞流数据包的入端口是否有无辜流的方法是,当前时间减去入端口转发最后一个无辜流数据包的时间t[i]小于或等于无辜流检测时间窗口T时,则认为当前拥塞流数据包的入端口有无辜流,否则,认为当前拥塞流数据包的入端口没有无辜流,则将转发当前数据包到目的出端口。

6.根据权利要求5所述的数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于:所述步骤六中,根据数据包序号来判断当前数据包是否是有序数据包。

7.根据权利要求6所述的数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于:在步骤七中,判断数据包弹跳延时是否小于乱序重传延时,弹跳造成的延时增加的最大值=2d×(k‑1),其中k为当前乱序数据包的序号与期望数据包的序号之间的差。

8.根据权利要求7所述的数据中心无损网络中通过数据包弹跳避免队头阻塞的方法,其特征在于:在步骤七中,判断数据包弹跳延时是否小于乱序重传延时,乱序重传延时按最小的重传延时计算,所述最小的重传延时为一个链路基础往返延时RTT。