專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量越來越大，從而導(dǎo)致了 網(wǎng)絡(luò)擁塞問題日趨凸顯。與此同時(shí)，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求卻越來越高。海量 數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)面臨著如何實(shí)現(xiàn)高速、低延時(shí)的包轉(zhuǎn)發(fā)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
目前，有很多擁塞管理及流量控制技術(shù)用于解決網(wǎng)絡(luò)擁塞問題。如802.3x (IEEE《連3各層流控標(biāo)準(zhǔn))、RED ( Random Early Detection,隨機(jī)早期才企測(cè))和 ECN (Explicit Congestion Notification,顯示擁塞指示)等。這些技術(shù)方案中， 具有后向擁塞通知功能的擁塞管理機(jī)制，因采用這種方式可使導(dǎo)致?lián)砣木W(wǎng)絡(luò) 實(shí)體及時(shí)了解到擁塞情況并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送速率的控制，而受到 大家關(guān)注。后向擁塞管理主要思^各是，當(dāng)配置了擁塞^r測(cè)的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通過 對(duì)隊(duì)列的監(jiān)視檢測(cè)到擁塞情況，則創(chuàng)建擁塞通知消息，通過該消息將網(wǎng)絡(luò)的擁
塞程度告知導(dǎo)致?lián)砣木W(wǎng)絡(luò)實(shí)體，令其降低自身數(shù)據(jù)傳送速率，以此緩解核心 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的擁塞。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)提供的一種網(wǎng)絡(luò)中后向擁塞管理機(jī)制的信號(hào)流向。圖 中的擁塞管理機(jī)制由一系列相互連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成，其中核心交換機(jī)B6為具 有擁塞檢測(cè)功能核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體、邊緣交換機(jī)B1、 B2、 B3、 B4及相對(duì)應(yīng)的可對(duì) 擁塞通知響應(yīng)的端節(jié)點(diǎn)Sl、 S2、 S3、 S4為其上游設(shè)備(或稱為上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體)， 邊緣交換機(jī)B5及其相應(yīng)的端節(jié)點(diǎn)S5為下游設(shè)備(或稱為下游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體)。由圖可見，上游端節(jié)點(diǎn)S1、 S2、 S3、 S4發(fā)往S5的用戶數(shù)據(jù)流通過邊緣交換機(jī)B1、 B2、 B3、 B4匯聚到核心交換機(jī)B6，導(dǎo)致核心交換機(jī)B6與邊緣交換機(jī)B5間鏈 路發(fā)生擁塞，設(shè)置了擁塞檢測(cè)功能的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體B6檢測(cè)到隊(duì)列的擁塞情況， 則通過擁塞通知消息通知其上游設(shè)備S1、 S2、 S3、 S4,令各上游設(shè)備控制自身 的數(shù)據(jù)傳送速率。
然而，上述機(jī)制并未定義相應(yīng)用于通知網(wǎng)絡(luò)實(shí)體增加數(shù)據(jù)發(fā)送速率的消息。 從而使得擁塞解除后，先前降低了傳送速率的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體因沒有及時(shí)恢復(fù)而導(dǎo)致 網(wǎng)絡(luò)帶寬的丟失，進(jìn)而嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技 術(shù)下，網(wǎng)絡(luò)擁塞管理中在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)降低數(shù)據(jù)發(fā)送速率而不自行恢復(fù)導(dǎo)致浪費(fèi) 大量網(wǎng)絡(luò)帶寬的問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法，網(wǎng)絡(luò)中包括有具有擁塞 檢測(cè)功能的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和可響應(yīng)擁塞通知信息的上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，所述方法包 括以下步驟
所述核心 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體檢測(cè)到擁塞情況則向所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)出擁塞通知信自.
所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)收到的擁塞通知信息將其數(shù)據(jù)傳輸速率降低一定步
長(zhǎng)值，同時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；
所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，觸發(fā)所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)入速率恢復(fù)階段。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中包括有上游 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和匯聚所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體所傳輸數(shù)據(jù)的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，所述系統(tǒng)包括擁塞^r測(cè)單元，用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況并且在^r測(cè)到擁塞情況時(shí)向所述 上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)出擁塞通知信息；
擁塞通知信息響應(yīng)單元，用于根據(jù)收到的擁塞通知信息復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算 數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；
數(shù)據(jù)傳輸速率調(diào)整單元，用于在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體收到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)送的擁 塞通知后降低數(shù)據(jù)傳輸速率，或所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)將所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí) 體的數(shù)據(jù)傳輸速率按照預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)值。
本發(fā)明的有益效果是，可以有效的對(duì)網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況進(jìn)行監(jiān)視，并在擁塞 時(shí)減小上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的數(shù)據(jù)傳送速率，在擁塞消除后短時(shí)間內(nèi)增加數(shù)據(jù)傳輸速 率，以減少帶寬丟失與浪費(fèi)，使網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率最大化。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種網(wǎng)絡(luò)中后向擁塞管理機(jī)制的信號(hào)流向圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的 一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法流程圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的具體方法流程圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法中數(shù)據(jù)傳輸速率主動(dòng)增
加子階段部分的步驟流程圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理過程中數(shù)據(jù)傳輸速率的變化
示意圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法中提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率 的可能性示意圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法中擴(kuò)大帶寬時(shí)的數(shù)據(jù)傳 輸速率的變化示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理系統(tǒng)。
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)合附圖及實(shí) 施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)"^兌明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例^又 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
在本發(fā)明實(shí)施例中，在核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，向上游網(wǎng)絡(luò)
實(shí)體發(fā)送擁塞通知信息；上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體收到擁塞通知信息，則降低數(shù)據(jù)發(fā)送速 率；在一定時(shí)間或發(fā)送了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)包后，上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體增加數(shù)據(jù)發(fā)送速 率。從而在擁塞解除后，上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體增加數(shù)據(jù)發(fā)送速率，減少了帶寬的浪費(fèi)。
圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法流程。該方法可 以運(yùn)用于由相互連接的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體組成的網(wǎng)^各中。網(wǎng)絡(luò)中可以包括有可響應(yīng)擁塞 通知信息的上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和具有擁塞檢測(cè)功能的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體 將數(shù)據(jù)信息流匯聚到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體再轉(zhuǎn)發(fā)出去時(shí)就會(huì)因數(shù)據(jù)信 息過多而發(fā)生擁塞。該網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法的步驟如下
在步驟S201中，核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體檢測(cè)到擁塞情況則向上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)出擁塞 通知〗言息；
在步驟S202中，上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)收到的擁塞通知信息將其數(shù)據(jù)傳輸速率
降低一定步長(zhǎng)值，同時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；
定時(shí)器與計(jì)數(shù)器值可根據(jù)所在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的擁塞檢測(cè)最小概率情況進(jìn)行具體
設(shè)置。假設(shè)所在網(wǎng)絡(luò)擁塞的產(chǎn)生概率是1%，那么計(jì)數(shù)器或定時(shí)器的溢出值設(shè)置 為發(fā)送100個(gè)包或發(fā)送100個(gè)包的時(shí)間長(zhǎng)度。若規(guī)定時(shí)間內(nèi)上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體未收 到擁塞通知信息幀，則可判定網(wǎng)絡(luò)的擁塞已解除。具體如下所述。上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)收到的擁塞通知信息將其數(shù)據(jù)傳輸速率降低一定步長(zhǎng)
值，同時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體在定時(shí)器或計(jì)
數(shù)器被復(fù)位且未溢出前，若收到擁塞通知信息則根據(jù)收到的擁塞通知信息也將 其數(shù)據(jù)傳輸速率降低一定步長(zhǎng)值，同時(shí)重新復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì) 數(shù)器。具體如下所述。
在步驟S203中，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，觸發(fā)所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)入速率 恢復(fù)階段。
上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)入速率恢復(fù)階段可以是將其數(shù)據(jù)傳輸速率增加預(yù)定步長(zhǎng) 值，也可以是一次將數(shù)據(jù)傳輸速率恢復(fù)到正常時(shí)值，即將數(shù)據(jù)傳輸速率恢復(fù)為 網(wǎng)絡(luò)常態(tài)下的速率值。
為了保持網(wǎng)絡(luò)的順暢和提供網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)入速率恢復(fù) 階段還可以采用逐步地增加數(shù)據(jù)傳輸速率的值的方式恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸速率。也即 在本步驟中上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體將其數(shù)據(jù)傳輸速率增加預(yù)定步長(zhǎng)值的同時(shí)重新復(fù)位定 時(shí)器和計(jì)數(shù)器，直到該數(shù)據(jù)傳輸速率增加了預(yù)定的次數(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到 預(yù)定的正常時(shí)值。這樣，在定時(shí)器或計(jì)數(shù)器由復(fù)位到溢出之間，如果都沒有發(fā) 生網(wǎng)絡(luò)擁塞情況，則上游數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)最終達(dá)到預(yù)定的正常 時(shí)^直。具體如下所述。
通過上述網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)管理， 一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，就調(diào)整 各上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)送的數(shù)據(jù)，以消除擁塞；并根據(jù)所在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際擁塞的概率或 網(wǎng)絡(luò)速率調(diào)節(jié)的需要設(shè)置增加數(shù)據(jù)傳輸速率的時(shí)機(jī)，以充分利用網(wǎng)絡(luò)寬帶且減 少網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生。
圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的具體方法流程圖。 在步驟S301:核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體檢測(cè)到擁塞情況，通過相應(yīng)的擁塞通知消息將該信息告知導(dǎo)致?lián)砣纳嫌尉W(wǎng)絡(luò)實(shí)體。
在步驟S302:上游設(shè)備收到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)回的擁塞通知消息，根據(jù)指示 降低其速率傳送速率，同時(shí)將用于判定擁塞解除的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl復(fù)位。
在步驟S303:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl被復(fù)位且未溢出的運(yùn)行期間，判斷是否收 到擁塞通知消息，是則轉(zhuǎn)至步驟S302,否則執(zhí)行步驟S304;
在步驟S304:判斷定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl是否溢出？
定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1滿時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溢出，若溢出則說明定時(shí)周期內(nèi)沒有收到擁 塞通知，可以判定網(wǎng)絡(luò)擁塞解除，繼續(xù)執(zhí)行步驟S305;否則轉(zhuǎn)至步驟S303。
步驟S305:上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體增加數(shù)據(jù)傳輸速率，記錄調(diào)整次數(shù)并復(fù)位定時(shí)器 或計(jì)數(shù)器。
上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體判定網(wǎng)絡(luò)擁塞解除，則根據(jù)動(dòng)態(tài)速率調(diào)整算法增加數(shù)據(jù)傳輸 速率。該動(dòng)態(tài)速率調(diào)整算法為預(yù)定的為使數(shù)據(jù)傳輸速率漸進(jìn)式地恢復(fù)到預(yù)定的 正常時(shí)值的算法，例如該算法為將當(dāng)前速率增加至1/2* (最近一次降低前速 率+當(dāng)前速率)，進(jìn)行速率的恢復(fù)，記錄速率調(diào)整次數(shù)(執(zhí)行一次該步驟調(diào)整次 數(shù)加1 )，并將T1復(fù)位。
步驟S306:判斷T1內(nèi)是否收到擁塞通知？
此步驟主要用于試探性的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸速率的恢復(fù)，防止數(shù)據(jù)傳輸速率恢 復(fù)后再次導(dǎo)致?lián)砣?。若收到擁塞通知，這說明速率恢復(fù)的步伐稍大，轉(zhuǎn)至步驟 S302;若未收到擁塞通知，則說明調(diào)整后網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常，順序執(zhí)行步驟S307。
步驟S307:是否調(diào)整了 N次(調(diào)整次數(shù)^N)
N次的設(shè)置主要用于帶寬恢復(fù)過程中速率的漸進(jìn)性的增加，N值可根據(jù)網(wǎng) 絡(luò)速率調(diào)節(jié)的需求情況設(shè)置。這里默認(rèn)為5次，若是已調(diào)整了 N次則順序執(zhí)行 步驟S308,否則轉(zhuǎn)至步驟S305，繼續(xù)進(jìn)行速率的調(diào)整。步驟S308:數(shù)據(jù)傳輸速率恢復(fù)階段結(jié)束。
這時(shí)，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。在上述網(wǎng)絡(luò)擁塞管理具體方法中，上游網(wǎng) 絡(luò)實(shí)體收到擁塞通知后復(fù)位的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，觸發(fā)上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)入
速率恢復(fù)階段。速率恢復(fù)階段同樣借用定時(shí)器或計(jì)數(shù)器控制循環(huán)的時(shí)間間隔， 使上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體漸進(jìn)式地恢復(fù)到預(yù)定的正常時(shí)值，這一個(gè)循環(huán)過程也稱為快速 恢復(fù)子階段。
在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體需要增大數(shù)據(jù)傳輸速率，以便更好利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高帶 寬利用率時(shí)，可以觸發(fā)進(jìn)入擁塞管理方法中數(shù)據(jù)傳輸速率主動(dòng)增加子階段部分， 也即進(jìn)入速率恢復(fù)階段的主動(dòng)增加子階段；具體如下所述。
圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法中的數(shù)據(jù)傳輸速率 主動(dòng)增加子階段部分的步驟流程。
在步驟S401:帶寬恢復(fù)流程結(jié)束或網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)規(guī)定時(shí)間內(nèi)(衡量可進(jìn) 行探測(cè)的時(shí)長(zhǎng)T2， T2值可設(shè)置，取決于用戶期望帶寬探測(cè)的頻度)未收到擁塞 通知，且需要增大數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)，觸發(fā)進(jìn)入帶寬探測(cè)階段，即進(jìn)入擁塞管理 方法中提高寬帶利用率部分；
在步驟S402:將當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸速率試探性的增加來探測(cè)當(dāng)前可用帶寬，并 將用于進(jìn)行帶寬探測(cè)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2復(fù)位；
將當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸速率試探性增加是指上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體將其數(shù)據(jù)傳輸速率按照 預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)值；該預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)值為使數(shù)據(jù)傳輸速率漸進(jìn) 式地主動(dòng)恢復(fù)到某一預(yù)定的值而在每次循環(huán)以增加速率時(shí)根據(jù)預(yù)定算法計(jì)算得 出的該次循環(huán)所要增加的步長(zhǎng)值。
在步驟S403:判斷定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2從復(fù)位到溢出的運(yùn)行期間是否收到擁 塞通知，如收到擁塞通知(網(wǎng)絡(luò)擁塞或探測(cè)失敗)轉(zhuǎn)至擁塞處理及帶寬恢復(fù)流程之步驟S302,若未收到(網(wǎng)絡(luò)正?；蛱綔y(cè)成功)，順序執(zhí)行步驟S404;
步驟S404:判斷用于衡量探測(cè)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出？若是則轉(zhuǎn)至步驟S402 再次探測(cè)可用帶寬，若否則轉(zhuǎn)至步驟S403，繼續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，即監(jiān)視網(wǎng) 絡(luò)是否擁塞。
在上述網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法中的數(shù)據(jù)傳輸速率主動(dòng)增加子階段部分，是采用 漸進(jìn)式提高上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的數(shù)據(jù)傳輸速率， 一直到網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞為止。上述數(shù) 據(jù)傳輸速率主動(dòng)增加子階段部分還可以設(shè)定循環(huán)增加數(shù)據(jù)傳輸速率的循環(huán)次數(shù) 和數(shù)據(jù)傳輸速率增加的步長(zhǎng)值。循環(huán)次數(shù)的設(shè)定可以和快速恢復(fù)子階段類似設(shè) 置為M次循環(huán)，每次循環(huán)后進(jìn)行記錄，當(dāng)判斷循環(huán)到M次時(shí)退出；設(shè)定數(shù)據(jù)傳 輸速率增加的步長(zhǎng)值為使數(shù)據(jù)傳輸速率漸進(jìn)式地主動(dòng)恢復(fù)到某一預(yù)定的值而在 每次循環(huán)增加速率時(shí)根據(jù)預(yù)定算法計(jì)算得出的步長(zhǎng)值。
當(dāng)然也可以采用將步驟S404判斷用于衡量探測(cè)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出時(shí)轉(zhuǎn) 至執(zhí)行步驟S401,使上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體僅將數(shù)據(jù)傳輸速率增加到其需要達(dá)到的速率 就停止再增加，這樣網(wǎng)絡(luò)會(huì)更加穩(wěn)定。上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體需要達(dá)到的速率可以由所 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)決定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述同等變化只要能實(shí)現(xiàn)進(jìn) 一步提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，就不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理過程中數(shù)據(jù)傳輸速率的 變化。該網(wǎng)絡(luò)實(shí)體原發(fā)送速率為10Gbps,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生后，該網(wǎng)絡(luò)實(shí)體收到 通知其降低速率的擁塞通知消息，將自身速率降低至5Gbps,同時(shí)啟動(dòng)用于判定 擁塞解除的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，若計(jì)時(shí)滿仍未收到擁塞通知?jiǎng)t證明擁塞恢復(fù)，啟用 動(dòng)態(tài)速率調(diào)整，將速率增加至1/2* (最近一次降低前速率+當(dāng)前速率)，即第一 次增加至1/2* ( 10+5) =7.5Gbps,第二次增加至1/2* ( 10+7.5) =8,75Gbps,第 三次1/2* ( 10+8.75 ) =9.375...…預(yù)先設(shè)置進(jìn)行調(diào)整的次數(shù)為N次，使速率接近最后一次降速前的速率。
圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法中提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利 用率的可能性。圖中網(wǎng)絡(luò)實(shí)體因擁塞而進(jìn)行了兩次速率的降低操作，但如果按
照將速率增加至1/2* (最近一次降低前速率+當(dāng)前速率)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸速 率恢復(fù)。數(shù)據(jù)傳輸速率僅恢復(fù)為接近最后一次降速前的速度即10Gbps，因此造 成了第一次降速前的近5Gbps可用帶寬的丟失。另外網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行中，也可能 因某時(shí)間段、地區(qū)業(yè)務(wù)量的降低，而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中有很多可帶挖掘的帶寬，因此 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬的探測(cè)是很有可行性的。
圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方法中擴(kuò)大帶寬時(shí)的數(shù) 據(jù)傳輸速率的變化。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體帶寬恢復(fù)結(jié)束后，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)入帶寬探測(cè) 階段時(shí)，可以采用將當(dāng)前速率增加一個(gè)特定的常數(shù)值實(shí)現(xiàn)。該值可以由用戶自 由設(shè)置，在此例中假設(shè)取值為1Gbps。如圖7所示，第一次探測(cè)后速率增加至接 近11Gbps，若此探測(cè)未引起擁塞，則進(jìn)行第二次探觀'J,將當(dāng)前速率調(diào)整至12Gbps, 如此類推，當(dāng)增速至一定程度而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞將進(jìn)入擁塞管理流程再根據(jù)擁塞 程度適度降低速率；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)，用于衡量可進(jìn)行帶寬探測(cè)的定時(shí)器/計(jì) 數(shù)器滿，則觸發(fā)進(jìn)入帶寬探測(cè)階段將當(dāng)前速率增加一個(gè)特定的常數(shù)值；可以反 復(fù)循環(huán)逐步增大數(shù)據(jù)傳輸速率，提高帶寬利用率；具體如上所述，此處不再贅 述。
圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)置于網(wǎng) 絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)實(shí)體內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)中還包括有上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和匯聚所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體所傳 輸數(shù)據(jù)的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。所述系統(tǒng)包括
擁塞檢測(cè)單元801，用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況并且在檢測(cè)到擁塞情況時(shí)向所 述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)出擁塞通知信息；具體如上所述。擁塞通知信息響應(yīng)單元802,用于在收到的擁塞通知信息時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)
算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；具體如上所述。
凄t據(jù)傳輸速率調(diào)整單元803，用于在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體收到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)送的
擁塞通知后降低數(shù)據(jù)傳輸速率，或在所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)將所述上游網(wǎng) 絡(luò)實(shí)體的數(shù)據(jù)傳輸速率增加預(yù)定步長(zhǎng)值；具體如上所述。
數(shù)據(jù)傳輸速率調(diào)整單元803可以包括有限速子單元8031、數(shù)據(jù)傳輸速率恢 復(fù)子單元8032和帶寬探測(cè)子單元8033。
限速子單元8031，用于在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體收到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)送的擁塞通知 后降低數(shù)據(jù)傳輸速率；具體如上所述。
數(shù)據(jù)傳輸速率恢復(fù)子單元8032,用于在定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，且數(shù)據(jù)傳 輸速率未恢復(fù)到預(yù)定的正常時(shí)速率值之前，將所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體數(shù)據(jù)傳輸速率 增加預(yù)定步長(zhǎng)同時(shí)還重新將所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器復(fù)位；具體如上所述。
帶寬探測(cè)子單元8033，用于在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體以等于或大于正常時(shí)速率值進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸了一定時(shí)間且需要加快數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)，將所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的數(shù) 據(jù)傳輸速率增加一定步長(zhǎng)值；具體如上所述。
在本發(fā)明實(shí)施例中，上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體在根據(jù)擁塞通知信息降低數(shù)據(jù)傳輸速率 的同時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，等定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)再恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸速率， 這樣就減少了因擁塞管理降低數(shù)據(jù)傳輸速率導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)帶寬的浪費(fèi)；根據(jù)所在 網(wǎng)絡(luò)的擁塞檢測(cè)最小概率和/或網(wǎng)絡(luò)速率調(diào)節(jié)的需求設(shè)置定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，可以 更加有效地提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率；在定時(shí)器或計(jì)數(shù)器復(fù)位后且未溢出時(shí)，網(wǎng) 絡(luò)還有擁塞，上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)收到的擁塞通知信息繼續(xù)降低數(shù)據(jù)傳輸速率， 可以不斷調(diào)整上傳數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸速率以消除網(wǎng)絡(luò)擁塞；漸進(jìn)式回復(fù)數(shù)據(jù)傳輸 速率，可以更加穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)帶寬的恢復(fù)；速率恢復(fù)階段還包含的主動(dòng)增加子階段，可以試探地增大數(shù)據(jù)傳輸速率，提高帶寬利用率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法，網(wǎng)絡(luò)中包括有具有擁塞檢測(cè)功能的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和可響應(yīng)擁塞通知信息的上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，其特征在于，所述方法包括以下步驟所述核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體檢測(cè)到擁塞情況則向所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)出擁塞通知信息；所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)收到的擁塞通知信息將其數(shù)據(jù)傳輸速率降低一定步長(zhǎng)值，同時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，觸發(fā)所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)入速率恢復(fù)階段。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的溢出值 是根據(jù)所在網(wǎng)絡(luò)的擁塞檢測(cè)最小概率和/或網(wǎng)絡(luò)速率調(diào)節(jié)的需求進(jìn)行具體設(shè)置。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體在所述定時(shí) 器或計(jì)數(shù)器被復(fù)位且未溢出前，若收到擁塞通知信息則根據(jù)收到的擁塞通知信 息將其數(shù)據(jù)傳輸速率降低一定步長(zhǎng)值，同時(shí)重新復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù) 的計(jì)數(shù)器。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述速率恢復(fù)階段包含快速恢 復(fù)子階段，所述快速恢復(fù)子階段包含N次循環(huán)，每次循環(huán)上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體將其數(shù) 據(jù)傳輸速率按照預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)值。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述速率恢復(fù)階段還包含主動(dòng) 增加子階段；所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體在快速恢復(fù)階段的循環(huán)完成后，進(jìn)入主動(dòng)增加 子階段；所述主動(dòng)增加子階段包含M次循環(huán)，每次循環(huán)所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體將其 數(shù)據(jù)傳輸速率按照預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)值。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述按照預(yù)定算法增加相 應(yīng)步長(zhǎng)值為使數(shù)據(jù)傳輸速率漸進(jìn)式地恢復(fù)到預(yù)定的正常時(shí)值或漸進(jìn)式地主動(dòng)恢復(fù)到某一預(yù)定的值而在每次增加速率時(shí)根據(jù)預(yù)定算法計(jì)算得出的步長(zhǎng)值。
7、 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述快速恢復(fù)子階段包含 的N次循環(huán)和所述主動(dòng)增加子階段包含M次循環(huán)的每次循環(huán)間隔為定時(shí)器或計(jì) 數(shù)器從復(fù)位到溢出之間的時(shí)間長(zhǎng)，所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的從復(fù)位到溢出之間的 時(shí)間長(zhǎng)是根據(jù)所在網(wǎng)絡(luò)的擁塞檢測(cè)最小概率和/或網(wǎng)絡(luò)速率調(diào)節(jié)的需求進(jìn)行具體 設(shè)置。
8、 一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中包括有上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和匯聚所述上游 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體所傳輸數(shù)據(jù)的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，其特征在于，所述系統(tǒng)包括擁塞檢測(cè)單元，用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況并且在檢測(cè)到擁塞情況時(shí)向所述 上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)出擁塞通知信息；擁塞通知信息響應(yīng)單元，用于在收到的擁塞通知信息時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算 數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；數(shù)據(jù)傳輸速率調(diào)整單元，用于在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體收到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)送的擁 塞通知后降低數(shù)據(jù)傳輸速率，或所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)將所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí) 體的數(shù)據(jù)傳輸速率按照預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)值。
9、 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸速率調(diào)整單元包括限速子單元，用于在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體收到核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)送的擁塞通知后降 低數(shù)據(jù)傳輸速率；數(shù)據(jù)傳輸速率恢復(fù)子單元，用于在定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，且數(shù)據(jù)傳輸速 率未恢復(fù)到預(yù)定的正常時(shí)速率值之前，將所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體數(shù)據(jù)傳輸速率按照 預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)同時(shí)還重新將所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器復(fù)位。
10、 如權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸速率調(diào)整單元還包括帶寬探測(cè)子單元，用于在上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體以等于或大于正常時(shí)速率值進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 輸了 一定時(shí)間且需要加快數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)，將所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的數(shù)據(jù)傳輸速 率按照預(yù)定算法增加相應(yīng)步長(zhǎng)值。
全文摘要
本發(fā)明適用于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，提供了一種網(wǎng)絡(luò)擁塞管理的方法及系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)中包括有具有擁塞檢測(cè)功能的核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和可響應(yīng)擁塞通知信息的上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，其特征在于，所述方法包括以下步驟所述核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)體檢測(cè)到擁塞情況則向所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體發(fā)出擁塞通知信息；所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體根據(jù)收到的擁塞通知信息將其數(shù)據(jù)傳輸速率降低一定步長(zhǎng)值，同時(shí)復(fù)位定時(shí)器或計(jì)算數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器；所述定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，觸發(fā)所述上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體進(jìn)入速率恢復(fù)階段。通過在定時(shí)器或計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，上游網(wǎng)絡(luò)實(shí)體增加數(shù)據(jù)傳輸速率，減少了網(wǎng)絡(luò)帶寬的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)H04L12/26GK101582852SQ20091010805
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者宋曉麗 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司