本发明专利技术公开了一种转发和控制分离系统中拥塞控制的实现方法。本发明专利技术包括以下步骤：1)控制件根据传输映射层中的调度器计算总缓冲区队列的占用比是否超出预先设置的阀值；2)如果判定队列中的消息处于局部拥塞状态，调度器重新分配本轮剩余的服务时间，最大程度地满足本队列的要求；3)传输映射层模块通过控制件管理模块并以回调函数的方式通知协议层模块。协议层模块构造拥塞反馈消息并通过传输映射层模块发送到传输映射层对端；4)传输映射层对端模块将拥塞反馈消息交付与协议层模块，协议层模块主动地以和式增加积式减少的方式调整数据包的发送速率。本发明专利技术应用于现有ForCES原型系统和，提高了系统整体的QoS性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信
，尤其涉及。
技术介绍
过去一直以来，人们总是为特定业务构建特定网络，又为融合新兴业务不断改造网络，这使得网络的基础能力和用户业务需求之间总是存在一条难以逾越的鸿沟。究其主要原因其一网络是刚性的，改造只能依靠升级和扩展，无法实现面向新业务的重构；其二网络节点(如路由器/交换机/网关等)是封闭的，节点的升级和扩展只能由原制造商实施，无法实现面向新业务的运营商级别的开放。针对上述问题，为了摆脱传统网络设备体系结构的束缚，2003年IETF成立了ForCES (Forwarding and Control Element Separation,转发和控制件分离)工作组，专门研究开放架构的新一代网络设备的体系结构。ForCES技术的关键点是网络节点设备在结构上实现转发面和控制面分离，同时转发面内部资源实现虚拟化、模块化、标准化，进而实现柔性的开放可重构，这些特征使得网络运营者可以搭积木的方式重组功能模块，进而定制实现各种新业务。以上这些技术特点，使得ForCES架构成为实现新型网络服务应用如三网融合、云计算等的网络节点设备重要技术架构。如图1所示，一个满足ForCES标准的网络设备内有至少一个(或多个，用于冗余备份)控制件(Control Element, CE)和多达几百个转发件(Forwarding Element, FE)。CE和FE间的通信通过ForCES协议的标准协议来完成，这个链接面成为Fp参考点，Fp参考点可以经由一跳也可以经由多跳 网络实现。ForCES协议规定了 Fp参考点上传递的两种消息的格式。这两种消息是控制消息的重定向消息。控制消息是包括CE对FE控制管理内容的消息，例如属性的配置和查询消息，能力和事件的上报消息。重定向消息是包含CE上所处理重定向数据包的消息。Fi/f为各个FE的对网络设备外的网络接口参考点，网络数据经由此进出，并被该网络设备转发处理；Fi为同一网络设备内各个FE间相互连接接口协议，多个FE可以构成一个分布式的转发件网络以完成复杂的转发功能。Fr为同一 ForCES网络设备内各个CE间的连接协议。所有CE通过一个CE管理器(CE Manager, CEM)来管理，所有FE通过FE管理器(FE Manager,FEM)来管理，CEM和FEM也相互交换管理信息。但要注意的是，CEM和FEM的管理知识一些最基本的设置管理，如给各个CE和FE分配ID号等，而对FE的全面管理是通过CE上面的软件经由ForCES协议完成的。CEM和FEM可以被理解成CE或FE管理用的人机接口。如图2所示，考虑到连接CE-FE链路的多样性和复杂性，传递ForCES协议消息的ForCES控制接口被进一步分层为协议层PL(Protocol Layer)和传输映射层TML(TransportMapping Layer),其结构如图2所示。这样做的目的是使ForCES协议的设计能独立于其所用的传输层。传输层可以是多样化的，如使用基于SCTP协议、基于TCP/UDP协议甚至基于ATM网络的传输层等。在传输时，PL将ForCES协议消息交付TML。本地的TML再将该消息发送到对方的TML0在接收端，TML将此消息交付与PL。TML的存在不仅使PL软件相对于传输层协议和传输媒介(如TCP、IP、ATM、以太网等)保持自己的独立性，不会随着传输层协议和传输媒介的改变而发生显著改变，而且保证里PL的实现可移植到所有的TML。因此，TML对于CE和FE上两个PL的通信不可或缺的。不同的传输层协议和传输媒介，就意味着TML应该具备“映射”不同传输层的能力。不管传输层如何变化，TML总是提供相同的接口给PL。当前ForCES系统的相关研究主要集中在ForCES系统的具体实现，网络拥塞方面的内容相对较少。然而实际的情况是，ForCES的CE和FE之间是典型的一对多的通信形式，所以拥塞问题无可避免，尤其是FE对CE的重定向攻击更是绕不开的难题。目前，已有的各种ForCES拥塞解决方案，主要是通过TML自身的调度机制合理地分配带宽，进而达到解除拥塞的目的，大量的实践表明单独依靠TML自身来解决拥塞问题，丢包率过高、代价过大、耗时过多，效率很低。基于上述，本专利技术提供了一种基于反馈的拥塞控制方法。该方法中，通过反馈拥塞状态，PL和TML联动、CE和FE联动，共同作用实现拥塞状态的快速解除。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包含如下步骤 步骤(I)控制件和转发件中的传输映射层模块都维护了三个用于接收的消息队列，分别是控制消息队列、事件消息队列和重定向消息队列；为每个消息队列分配一个固定长度的缓存区，每个消息队列维护一个权重因子，该权重因子是消息队列缓存区的占用比，同时为每个消息队列缓存区的占用比设定一个队列阀值，为三个消息队列的总体缓存区的占用比设定一个全局阀值。步骤(2)传输映射层模块中的调度器对步骤(I)所述的三个消息队列进行轮询，每一轮的轮询时间等长；在每一轮的轮询中，调度器根据消息队列之间权重因子的比例来分配消息队列的服务时间；新一轮的轮询开始时，调度器首先计算三个消息队列的总体缓存区的占用比，并判断是否超出全局阀值，如果已超出，表示系统进入全局拥塞模式，执行步骤(5);如果没有超出，则进入步骤(3)。步骤(3)每个消息队列的服务时机到来时，调度器首先计算该消息队列缓存区的占用比，并判断是否超出队列阀值，如果没有超出，则按照已分配的服务时间对消息队列进行先进先出服务；如果已超出，表示系统进入局部拥塞模式，执行步骤(4)。步骤(4)在局部拥塞模式下，调度器重新分配本轮剩余的服务时间，最大程度地满足本消息队列的要求；在本消息队列原已分配到的服务时间不足的情况下，向未被服务过的消息队列借用服务时间，直到本消息队列为空或本轮剩余时间用完为止；同时，在下一轮的轮询中，忽略该消息队列，即该消息队列将被空置一轮。步骤(5)全局拥塞模式下，传输映射层模块通过控制件管理模块以回调函数的方式通知协议层模块；协议层模块构造拥塞反馈消息并通过传输映射层模块发送到传输映射层对端模块； 步骤(6)传输映射层对端模块将拥塞反馈消息交付给协议层模块，协议层模块主动地以和式增加积式减少的方式调整数据包的发送速率； 所述的步骤(5)中拥塞反馈消息的构造过程，具体包含如下步骤 5-1.以捎带返回的方式，将拥塞信息嵌入到即将发送的消息，该即将发送的消息类型有两种心跳消息和配置消息。5-2.在心跳消息和控制消息的头部，启用标志字段中的预留位，将拥塞告警放置在预留位中的前面两位，该拥塞告警的长度为两个比特，00表示未发生拥塞，01表示拥塞正在发生，10表示拥塞解除。本专利技术有益效果如下 本专利技术解决了 ForCES技术实现和技术标准化过程中对拥塞控制策略急需解决的重要问题，即一种有效可实施的拥塞控制机制。从IETF ForCES工作组的工作看。本专利技术是目前唯一一套具有完整解决方案、可向IETF ForCES工作组申请进行标准化的拥塞控制方法，目前还未见其它任何有效的解决方法发表。本专利技术显著优点有1)使用心跳消息承载反向显式拥塞通知消息不会给系统带来额外开销；2)将此方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种转发和控制分离系统中拥塞控制的实现方法，其特征在于包含如下步骤：步骤(1)控制件和转发件中的传输映射层模块都维护了三个用于接收的消息队列，分别是：控制消息队列、事件消息队列和重定向消息队列；为每个消息队列分配一个固定长度的缓存区，每个消息队列维护一个权重因子，该权重因子是消息队列缓存区的占用比，同时为每个消息队列缓存区的占用比设定一个队列阀值，为三个消息队列的总体缓存区的占用比设定一个全局阀值；步骤(2)传输映射层模块中的调度器对步骤(1)所述的三个消息队列进行轮询，每一轮的轮询时间等长；在每一轮的轮询中，调度器根据消息队列之间权重因子的比例来分配消息队列的服务时间；新一轮的轮询开始时，调度器首先计算三个消息队列的总体缓存区的占用比，并判断是否超出全局阀值，如果已超出，表示系统进入全局拥塞模式，执行步骤(5)；如果没有超出，则进入步骤(3)；步骤(3)每个消息队列的服务时机到来时，调度器首先计算该消息队列缓存区的占用比，并判断是否超出队列阀值，如果没有超出，则按照已分配的服务时间对消息队列进行先进先出服务；如果已超出，表示系统进入局部拥塞模式，执行步骤(4)；步骤(4)在局部拥塞模式下，调度器重新分配本轮剩余的服务时间，最大程度地满足本消息队列的要求；在本消息队列原已分配到的服务时间不足的情况下，向未被服务过的消息队列借用服务时间，直到本消息队列为空或本轮剩余时间用完为止；同时，在下一轮的轮询中，忽略该消息队列，即该消息队列将被空置一轮；步骤(5)全局拥塞模式下，传输映射层模块通过控制件管理模块以回调函数的方式通知协议层模块；协议层模块构造拥塞反馈消息并通过传输映射层模块发送到传输映射层对端模块；步骤(6)传输映射层对端模块将拥塞反馈消息交付给协议层模块，协议层模块主动地以和式增加积式减少的方式调整数据包的发送速率；所述的步骤(5)中拥塞反馈消息的构造过程，具体包含如下步骤：5?1.以捎带返回的方式，将拥塞信息嵌入到即将发送的消息，该即将发送的消息类型有两种：心跳消息和配置消息；5?2.在心跳消息和控制消息的头部，启用标志字段中的预留位，将拥塞告警放置在预留位中的前面两位，该拥塞告警的长度为两个比特，00表示未发生拥塞，01表示拥塞正在发生，10表示拥塞解除。...
【技术特征摘要】
1.一种转发和控制分离系统中拥塞控制的实现方法，其特征在于包含如下步骤步骤(I)控制件和转发件中的传输映射层模块都维护了三个用于接收的消息队列，分别是控制消息队列、事件消息队列和重定向消息队列；为每个消息队列分配一个固定长度的缓存区，每个消息队列维护一个权重因子，该权重因子是消息队列缓存区的占用比，同时为每个消息队列缓存区的占用比设定一个队列阀值，为三个消息队列的总体缓存区的占用比设定一个全局阀值；步骤(2)传输映射层模块中的调度器对步骤(I)所述的三个消息队列进行轮询，每一轮的轮询时间等长；在每一轮的轮询中，调度器根据消息队列之间权重因子的比例来分配消息队列的服务时间；新一轮的轮询开始时，调度器首先计算三个消息队列的总体缓存区的占用比，并判断是否超出全局阀值，如果已超出，表示系统进入全局拥塞模式，执行步骤(5);如果没有超出，则进入步骤(3)；步骤⑶每个消息队列的服务时机到来时，调度器首先计算该消息队列缓存区的占用比，并判断是否超出队列阀值，如果没有超出，则按照已分配的服务时间对消息队列进行先进先出服务；如果已超出，表示系统进入...
【专利技术属性】
技术研发人员：高明，肖邦志，王伟明，陈洪涛，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：
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