一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法及系統(tǒng)。應用于交換機，方法包括：接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包及目標虛擬局域網(wǎng)編號值，基于目標虛擬局域網(wǎng)編號值確定傳輸數(shù)據(jù)包的目標輸出端口；確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，基于數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級將數(shù)據(jù)包緩存至目標優(yōu)先級隊列；判斷目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過預設門限值，若否，利用目標優(yōu)先級隊列傳輸該數(shù)據(jù)包和緩存在目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包；若是，在該數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，利用目標優(yōu)先級隊列傳輸標識有第一標識的數(shù)據(jù)包和緩存在目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包。應用本發(fā)明實施例，能夠保證高優(yōu)先級業(yè)務的服務質量，還能減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。
【專利說明】
一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法及系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡技術領域，特別是涉及一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，由于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡變得越來越復雜，很多種新的流量調度機制被應用到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中。但是，這些新的流量調度機制僅能提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的帶寬利用率，或者僅能優(yōu)先滿足高優(yōu)先級業(yè)務的流量傳輸時延要求，并不能對這兩個方面同時進行優(yōu)化。
[0003]具體地，這些新的流量調度機制被分為兩類，一類是基于時間的流量調度:將流量均衡的分配到冗余鏈路上，旨在提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的帶寬利用率，進而縮短數(shù)據(jù)流量的傳輸時間，但是該類流量調度機制無法優(yōu)先調度高優(yōu)先級業(yè)務的流量;另一類是基于空間流量調度:對業(yè)務的優(yōu)先級進行劃分，并優(yōu)先傳輸高優(yōu)先級業(yè)務的流量，以滿足高優(yōu)先級業(yè)務的流量傳輸?shù)臅r延要求，但是無法充分利用冗余鏈路，造成帶寬利用率低。
[0004]其中，目前應用比較廣泛的流量調度技術為ECMP(Equal-Cost MultipathRouting，等價多路徑)，該流量調度技術屬于基于時間的流量調度機制，其最大的特點是實現(xiàn)了同時使用多條鏈路進行流量傳輸，提高了帶寬利用率，并且可以無時延、無丟包地備份失效鏈路的數(shù)據(jù)傳輸。并且在靜態(tài)路由技術和0SPF(0pen Shortest Path First，開放式最短路徑優(yōu)先)技術中基本上都支持ECMP功能。但是ECMP技術屬于盲目轉發(fā)技術，不能智能的根據(jù)鏈路的負載(擁塞)情況分配流量，而是絕對平均的、輪詢的方式隨機分配每個流量到不同的鏈路，這樣就導致某些長流量被分配到相同的鏈路上去，造成流量碰撞和鏈路擁塞。且鏈路擁塞會造成大量的數(shù)據(jù)包被丟棄，從而影響到整個網(wǎng)絡的性能。
[0005]此外，常用的基于空間流量調度的調度機制，包括:基于業(yè)務的優(yōu)先級分配流量的技術。該種技術方案在進行流量調度時，嚴格按照業(yè)務優(yōu)先級從高到低的次序，優(yōu)先發(fā)送較高優(yōu)先級隊列中的流量分組，當較高優(yōu)先級隊列為空時，再發(fā)送較低優(yōu)先級隊列中的流量分組。缺乏流量均衡，無法充分利用網(wǎng)絡中的冗余鏈路，均衡網(wǎng)絡中具有不同優(yōu)先等級的流量。
[0006]因此，亟需提供一種新的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方案，以在能夠優(yōu)先保證高優(yōu)先級業(yè)務的服務質量的同時，還能夠充分利用網(wǎng)絡中的冗余鏈路資源來把每個優(yōu)先級的流量均勻分布到不同鏈路中去，從而減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法及系統(tǒng)，以在能夠優(yōu)先保證高優(yōu)先級業(yè)務的服務質量的同時，還能夠充分利用網(wǎng)絡中的冗余鏈路資源來把每個優(yōu)先級的流量均勻分布到不同鏈路中去，從而減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。具體技術方案如下:
[0008]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法，應用于交換機，所述方法可以包括:
[0009]接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包及所述數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，其中，所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值由所述發(fā)送終端基于所述數(shù)據(jù)包、所接收到確認數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算得到；
[0010]基于所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，其中，所述交換機的目標輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列；
[0011 ]確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并基于所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，將所述數(shù)據(jù)包緩存至所述目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列中，其中，所述目標優(yōu)先級隊列所對應的優(yōu)先級與所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級相同；
[0012]判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過預設門限值，若不超過，利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸所述數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包；
[0013]若判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量超過預設門限值，在所述數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，并利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包，以供接收終端在接收到標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包后，反饋一個標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包給所述發(fā)送終端。
[0014]可選地，所述確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，可以包括:
[0015]基于所述數(shù)據(jù)包的大小或所述數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務等級，確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并將所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級加入至所述數(shù)據(jù)包包頭的優(yōu)先級字段內。
[0016]可選地，所述基于所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，可以包括:
[0017]基于所述數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和目標虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算所述數(shù)據(jù)包包頭的目標哈希值；
[0018]基于所述目標哈希值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。
[0019]可選地，所述基于所述目標哈希值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，可以包括:
[0020]基于所述目標哈希值，利用等價多路徑ECMP算法確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。
[0021]第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法，應用于發(fā)送終端，所述方法可以包括:
[0022]基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值；
[0023]將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值發(fā)送至交換機。
[0024]可選地，所述基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，可以包括:
[0025]在接收到一個由接收終端發(fā)送的確認數(shù)據(jù)包后，計算在傳輸協(xié)議中所限定的接收確認數(shù)據(jù)包的各個傳輸控制協(xié)議TCP窗口中，標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包占總的確認數(shù)據(jù)包的比例F;
[0026]基于預設的擁塞因子更新公式及所述比例F，更新?lián)砣蜃应?，其中，預設的擁塞因子更新公式為:0 = (1飛)權^撲，0<8<1;
[0027]判斷所述F是否大于第一預設門限值，并判斷所述α是否大于第二預設門限值，當判斷比值F大于第一預設門限值且α大于第二預設門限值時，將所述目標輸出端口的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)增一，以得到新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)；
[0028]判斷所述新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)是否大于第三預設門限值，若大于，則判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O ；
[0029]若判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值為O，將所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包所對應的初始虛擬局域網(wǎng)編號值增一，否則，將所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值減一，并將調整后的初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0030]可選地，在所述判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O之前，還可以包括:
[0031 ] 基于所述數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和初始虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算初始哈希值。
[0032]可選地，所述方法還可以包括:
[0033]當判斷所述新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)小于第三預設門限值時，維持原有的數(shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值，并將所述初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0034]第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)，應用于交換機，所述系統(tǒng)可以包括:接收單元、目標輸出端口確定單元、緩存單元、第一傳輸單元和第二傳輸單元；
[0035]所述接收單元，用于接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包及所述數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，其中，所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值由所述發(fā)送終端基于所述數(shù)據(jù)包、所接收到確認數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算得到；
[0036]所述目標輸出端口確定單元，用于基于所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，其中，所述交換機的目標輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列；
[0037]所述緩存單元，用于確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并基于所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，將所述數(shù)據(jù)包緩存至所述目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列中，其中，所述目標優(yōu)先級隊列所對應的優(yōu)先級與所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級相同；
[0038]所述第一傳輸單元，用于判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過預設門限值，若不超過，利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸所述數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包；
[0039]所述第二傳輸單元，用于若判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量超過預設門限值，在所述數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，并利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包，以供接收終端在接收到標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包后，反饋一個標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包給所述發(fā)送終端。
[0040]可選地，所述緩存單元可以包括:優(yōu)先級確定子單元；
[0041]所述優(yōu)先級確定子單元，用于基于所述數(shù)據(jù)包的大小或所述數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務等級，確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并將所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級加入至所述數(shù)據(jù)包包頭的優(yōu)先級字段內。
[0042]可選地，所述目標輸出端口確定單元，包括:目標哈希值計算子單元和目標輸出端口確定子單元；
[0043]所述目標哈希值計算子單元，用于基于所述數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和目標虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算所述數(shù)據(jù)包包頭的目標哈希值；
[0044]所述目標輸出端口確定子單元，用于基于所述目標哈希值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。
[0045]可選地，所述目標輸出端口確定子單元，包括:目標輸出端口確定子模塊；
[0046]所述目標輸出端口確定子模塊，用于基于所述目標哈希值，利用等價多路徑ECMP算法確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。
[0047]第四方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)，應用于發(fā)送終端，所述系統(tǒng)包括:計算單元和發(fā)送單元；
[0048]所述計算單元，用于基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值；
[0049]所述發(fā)送單元，用于將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值發(fā)送至交換機。
[0050]可選地，所述計算單元可以包括:第一計算子單元、更新子單元、第二計算子單元、第一判斷子單元和第三計算子單元；
[0051]所述第一計算子單元，用于在接收到一個由接收終端發(fā)送的確認數(shù)據(jù)包后，計算在傳輸協(xié)議中所限定的接收確認數(shù)據(jù)包的各個傳輸控制協(xié)議TCP窗口中，標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包占總的確認數(shù)據(jù)包的比例F;
[0052]所述更新子單元，用于基于預設的擁塞因子更新公式及所述比例F，更新?lián)砣蜃应?，其中，預設的擁塞因子更新公式為:a = (l-g)*a+g*F，0<g<l;
[0053]所述第二計算子單元，用于判斷所述F是否大于第一預設門限值，并判斷所述a是否大于第二預設門限值，當判斷比值F大于第一預設門限值且a大于第二預設門限值時，將所述目標輸出端口的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)增一，以得到新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)；
[0054]所述第一判斷子單元，用于判斷所述新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)是否大于第三預設門限值，若大于，則判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O;
[0055]所述第三計算子單元，用于若判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值為O，將所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包所對應的初始虛擬局域網(wǎng)編號值增一，否則，將所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值減一，并將調整后的初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0056]可選地，所述計算單元還可以包括:初始哈希值計算子單元；
[0057]所述初始哈希值計算子單元，用于基于所述數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和初始虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算初始哈希值。
[0058]可選地，所述計算單元還可以包括:第二判斷子單元；
[0059]所述第二判斷子單元，用于當判斷所述新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)小于第三預設門限值時，維持原有的數(shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值，并將所述初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0060]本發(fā)明實施例提供的基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法及系統(tǒng)，通過交換機對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行轉發(fā)，實現(xiàn)將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包從發(fā)送終端轉發(fā)至接收終端。具體地，在交換機的每個輸出端口預設至少兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇對應的優(yōu)先級隊列對該數(shù)據(jù)包進行傳輸，優(yōu)先保證了高優(yōu)先級業(yè)務流量的服務質量，進而減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。當待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包緩存至對應的優(yōu)先級隊列后，判斷此時該優(yōu)先級隊列緩存的數(shù)據(jù)包總數(shù)大于預設門限值時，表明該優(yōu)先級隊列出現(xiàn)擁塞;否則，則該優(yōu)先級隊列未出現(xiàn)擁塞。此時利用第一標識對該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行標識，使得接收終端接收到該帶第一標識的數(shù)據(jù)包時，給發(fā)送終端反饋一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包。發(fā)送終端則能根據(jù)接收到的帶有第二標識確認數(shù)據(jù)包和不帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包，計算該優(yōu)先級隊列的擁塞情況;并根據(jù)該擁塞情況、待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算目標虛擬局域網(wǎng)編號值;進而交換機可根據(jù)該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定待傳輸數(shù)據(jù)包所要利用的目標輸出端口，即能夠根據(jù)優(yōu)先級隊列的擁塞情況選擇合適的目標輸出端口，即基于輸出端口的擁塞程度充分利用冗余的輸出端口，使得流量的分配更加均衡，實現(xiàn)了將基于時間的流量調度方案和基于空間的流量調度方案結合起來對流量進行調度。當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0061]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0062]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法的流程圖；
[0063]圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法的流程圖；
[0064]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)的結構框圖；
[0065]圖4為本發(fā)明實施例提供的另一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)的結構框圖；
[0066]圖5為本發(fā)明實施例提供的又一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)的結構框圖。
【具體實施方式】
[0067]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0068]為了解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明實施例分別從交換機和發(fā)送終端的角度提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法及系統(tǒng)。
[0069]下面，首先從交換機角度，對本發(fā)明實施例提供了一種應用于交換機的基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法進行介紹。
[0070]需要說明的是，該交換機與發(fā)送終端相通信，其中，該發(fā)送終端可以為:電腦、智能手機以及服務器等需要發(fā)送數(shù)據(jù)包的設備。
[0071]如圖1所示，本發(fā)明實施例從交換機角度所提供的一種應用于交換機的基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法，可以包括如下步驟:
[0072]SlOl:接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包及該數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，其中，該目標虛擬局域網(wǎng)編號值由該發(fā)送終端基于該數(shù)據(jù)包、所接收到確認數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算得到；
[0073]其中，交換機接收由發(fā)送終端所發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并接收該數(shù)據(jù)包對應的目標虛擬網(wǎng)編號值。具體地，該目標虛擬網(wǎng)編號值在終端側計算得到，并且在終端每接收到一個反饋數(shù)據(jù)包時，執(zhí)行一次計算目標虛擬網(wǎng)編號值的步驟，并將該帶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包與計算得到的目標虛擬網(wǎng)編號值發(fā)送至交換機。
[0074]S102:基于該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，其中，該交換機的目標輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列；
[0075]其中，根據(jù)接收到的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸對應數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，即根據(jù)該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，將數(shù)據(jù)包分配到交換機中擁塞程度較小的輸出端口，避免了將數(shù)據(jù)包隨機的分配到各個輸出端口所造成的網(wǎng)絡擁堵的問題。
[0076]需要強調的是，交換機的各個輸出端口均至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列。
[0077]S103:確定該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并基于該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，將該數(shù)據(jù)包緩存至該目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列中，其中，該目標優(yōu)先級隊列所對應的優(yōu)先級與該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級相同；
[0078]其中，由于交換機的各個輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列，當將多個數(shù)據(jù)包被分配到目標輸出端口時，也可根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇對應的優(yōu)先級隊列，即能夠保證優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包進行傳輸，滿足了高優(yōu)先級業(yè)務的時延要求。使得交換機能夠優(yōu)先轉發(fā)高優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)包。
[0079]當然，在將數(shù)據(jù)包緩存至目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列前，應先確定對應數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級。其中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)包的大小或者數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務的重要等級確定該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，在此不做限定。
[0080]S104:判斷該目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過預設門限值，若不超過，利用該目標優(yōu)先級隊列傳輸該數(shù)據(jù)包和緩存在該目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包；[0081 ]其中，當存在一個數(shù)據(jù)包輸入至對應的目標優(yōu)先級隊列的隊尾時，判斷此時目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的總數(shù)是否超過預設門限值，當判斷該總數(shù)未超過該預設門限值時，可以判斷該目標優(yōu)先級隊列并未出現(xiàn)擁塞，并按照先進先出的順序依次傳輸緩存在該目標優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)包。
[0082]其中，該預設門限值可以有本領域的技術人員根據(jù)具體情況進行設定，在此不做詳述。
[0083]S105:若判斷該目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量超過預設門限值，在該數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，并利用該目標優(yōu)先級隊列傳輸標識有該第一標識的數(shù)據(jù)包和緩存在該目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包，以供接收終端在接收到標識有該第一標識的數(shù)據(jù)包后，反饋一個標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包給該發(fā)送終端。
[0084]其中，當存在一個數(shù)據(jù)包輸入至對應的目標優(yōu)先級隊列的隊尾時，判斷此時目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的總數(shù)是否超過預設門限值，當判斷該總數(shù)超過預設門限值時，即可以判斷該目標優(yōu)先級隊列出現(xiàn)擁塞，并通過在該數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，實現(xiàn)對該目標優(yōu)先級隊列的擁塞感知。
[0085]當接收終端接收到具有該第一標識的數(shù)據(jù)包時，給發(fā)送終端反饋一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包，發(fā)送終端則可以根據(jù)該帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包對該目標優(yōu)先級隊列的擁塞情況進行感知，從而發(fā)送終端在制定流量分配策略時，不會再向該目標優(yōu)先級隊列發(fā)送數(shù)據(jù)包，則該目標優(yōu)先級隊列的擁塞就能夠得到緩解，有效的避免網(wǎng)絡擁塞情況發(fā)生。
[0086]在本發(fā)明實施例中，通過交換機對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行轉發(fā)，實現(xiàn)將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包從發(fā)送終端轉發(fā)至接收終端。具體地，在交換機的每個輸出端口預設至少兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇對應的優(yōu)先級隊列對該數(shù)據(jù)包進行傳輸，優(yōu)先保證了高優(yōu)先級業(yè)務流量的服務質量，進而減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。當待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包緩存至對應的優(yōu)先級隊列后，判斷此時該優(yōu)先級隊列緩存的數(shù)據(jù)包總數(shù)大于預設門限值時，表明該優(yōu)先級隊列出現(xiàn)擁塞；否則，則該優(yōu)先級隊列未出現(xiàn)擁塞。此時利用第一標識對該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行標識，使得接收終端接收到該帶第一標識的數(shù)據(jù)包時，給發(fā)送終端反饋一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包。發(fā)送終端則能根據(jù)接收到的帶有第二標識確認數(shù)據(jù)包和不帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包，計算該優(yōu)先級隊列的擁塞情況;并根據(jù)該擁塞情況、待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算目標虛擬局域網(wǎng)編號值;進而交換機可根據(jù)該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定待傳輸數(shù)據(jù)包所要利用的目標輸出端口，即能夠根據(jù)優(yōu)先級隊列的擁塞情況選擇合適的目標輸出端口，即基于輸出端口的擁塞程度充分利用冗余的輸出端口，使得流量的分配更加均衡，實現(xiàn)了將基于時間的流量調度方案和基于空間的流量調度方案結合起來對流量進行調度。
[0087]可選地，該確定該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，可以包括:
[0088]基于該數(shù)據(jù)包的大小或該數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務等級，確定該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并將該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級加入至該數(shù)據(jù)包包頭的優(yōu)先級字段內。
[0089]可以理解的是，在該種實現(xiàn)方式中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)包的大小或者數(shù)據(jù)包的業(yè)務等級確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并將該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級加入至該數(shù)據(jù)包包頭的優(yōu)先級字段內。當然，確定數(shù)據(jù)包優(yōu)先級的方式并不局限于此。
[0090]具體地，可以當數(shù)據(jù)包的大小小于等于第一預定閾值時，確定該數(shù)據(jù)包為第一優(yōu)先級；當數(shù)據(jù)包的大小大于第一預定閾值且小于第二預定閾值時，確定該數(shù)據(jù)包為第二優(yōu)先級等等，其中，可定義第一優(yōu)先級的優(yōu)先處理級別高于第二優(yōu)先級；并且，該第一預定閾值和該第二預定閾值可由本領域的技術人員根據(jù)具體情況進行設定，在此不做詳述。
[0091]同理，可以根據(jù)數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務等級確定數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，可令第一業(yè)務等級對應第一優(yōu)先級，第二業(yè)務等級對應第二優(yōu)先級，且定義第一優(yōu)先級的優(yōu)先處理級別高于第二優(yōu)先級，這都是合理的。
[0092]可選地，該基于該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，可以包括:
[0093]基于該數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和目標虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算該數(shù)據(jù)包包頭的目標哈希值；
[0094]基于該目標哈希值，確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。
[0095]可以理解的是，在該種實現(xiàn)方式中，利用該數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和目標虛擬局域網(wǎng)編號值計算該數(shù)據(jù)包包頭的哈希值;并根據(jù)目標哈希值確定傳輸該數(shù)目包的目標輸出端口，其中，通過計算數(shù)據(jù)包包頭的哈希值可以加快查找目標輸出端口的速度。
[0096]可選地，該基于該目標哈希值，確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，可以包括:
[0097]基于該目標哈希值，利用等價多路徑ECMP算法確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端
□O
[0098]可以理解的是，在該種實現(xiàn)方式中，通過等價多路徑ECMP(Equal_Cost MultipathRouting，等價多路徑)算法，實現(xiàn)同時使用多條鏈路對數(shù)據(jù)包進行傳輸，且根據(jù)目標哈希值給待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包選擇其對應的目標輸出端口，解決了通過常規(guī)的ECMP算法給數(shù)據(jù)包選擇輸出端口具有盲目性的問題，能夠根據(jù)輸出端口的擁塞狀態(tài)選擇得到最佳的目標輸出端口對數(shù)據(jù)包進行傳輸。
[0099]其次，從發(fā)送終端角度，對本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法進行介紹。
[0100]需要說明的是，該發(fā)送終端與交換機相通信，其中，該發(fā)送終端可以為:電腦、智能手機以及服務器等需要發(fā)送數(shù)據(jù)包的設備。
[0101]如圖2所示，本發(fā)明實施例從發(fā)送終端角度所提供的一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法，可以包括如下步驟:
[0102]S201:基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算該待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值；
[0103]其中，在發(fā)送終端，每當接收到一個確認數(shù)據(jù)包，則根據(jù)預設的流量調度算法計算待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值。其中，交換機在接收到該目標虛擬局域網(wǎng)編號值后，可以據(jù)接收到的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸該目標虛擬局域網(wǎng)編號值所對應數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，即根據(jù)該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，將數(shù)據(jù)包分配到交換機中擁塞程度較小的輸出端口，避免了將數(shù)據(jù)包隨機的分配到各個輸出端口所造成的網(wǎng)絡擁堵的問題。
[0104]S202:將該待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和該目標虛擬局域網(wǎng)編號值發(fā)送至交換機。
[0105]其中，發(fā)送終端在計算得到該目標虛擬局域網(wǎng)編號值之后，將該目標虛擬局域網(wǎng)和所對應的數(shù)據(jù)包發(fā)送至交換機。其中，交換機的各個輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列。
[0106]另外，在交換機側，當計算得到數(shù)據(jù)包的目標輸出端口后，將該數(shù)據(jù)包分配到目標輸出端口，并根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇對應的優(yōu)先級隊列。該種方式，在多個數(shù)據(jù)包被分配至目標輸出端口時，能夠保證優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包優(yōu)先進行傳輸，可以滿足高優(yōu)先級業(yè)務的時延要求。使得交換機能夠優(yōu)先轉發(fā)高優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)包。
[0107]當然，在將數(shù)據(jù)包緩存至目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列前，應先確定對應數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級。且確定數(shù)據(jù)包優(yōu)先級的操作可以在發(fā)送終端執(zhí)行，也可在交換機執(zhí)行，在此不做限定。另外，可以根據(jù)數(shù)據(jù)包的大小或者數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務的重要等級確定該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，在此不做限定。
[0108]此外，在交換機，當存在一個數(shù)據(jù)包輸入至對應的目標優(yōu)先級隊列的隊尾時，判斷此時目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的總數(shù)是否超過預設門限值，當判斷該總數(shù)未超過該預設門限值時，可以判斷該目標優(yōu)先級隊列并未出現(xiàn)擁塞，并按照先進先出的順序依次傳輸緩存在該目標優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)包。其中，該預設門限值可以有本領域的技術人員根據(jù)具體情況進行設定，在此不做詳述。
[0109]相反的，當判斷該總數(shù)超過預設門限值時，即可以判斷該目標優(yōu)先級隊列出現(xiàn)擁塞，并通過在該數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，實現(xiàn)對該目標優(yōu)先級隊列的擁塞感知。
[0110]在接收終端，當接收到具有該第一標識的數(shù)據(jù)包時，給發(fā)送終端反饋一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包，發(fā)送終端則可以根據(jù)該帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包對該目標優(yōu)先級隊列的擁塞情況進行感知，從而發(fā)送終端在制定流量分配策略(計算目標虛擬局域網(wǎng)編號值)時，不會再向該目標優(yōu)先級隊列發(fā)送數(shù)據(jù)包，則該目標優(yōu)先級隊列的擁塞就能夠得到緩解，有效的避免網(wǎng)絡擁塞情況發(fā)生。
[0111]在本發(fā)明實施例中，發(fā)送終端發(fā)送待傳輸數(shù)據(jù)包以及所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值至交換機，交換機對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行轉發(fā)，實現(xiàn)將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包從發(fā)送終端轉發(fā)至接收終端。具體地，在交換機的每個輸出端口預設至少兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇對應的優(yōu)先級隊列對該數(shù)據(jù)包進行傳輸，優(yōu)先保證了高優(yōu)先級業(yè)務流量的服務質量，進而減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。當待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包緩存至對應的優(yōu)先級隊列后，判斷此時該優(yōu)先級隊列緩存的數(shù)據(jù)包總數(shù)大于預設門限值時，表明該優(yōu)先級隊列出現(xiàn)擁塞;否則，則該優(yōu)先級隊列未出現(xiàn)擁塞。此時利用第一標識對該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行標識，使得接收終端接收到該帶第一標識的數(shù)據(jù)包時，給發(fā)送終端反饋一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包。發(fā)送終端則能根據(jù)接收到的帶有第二標識確認數(shù)據(jù)包和不帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包，計算該優(yōu)先級隊列的擁塞情況;并根據(jù)該擁塞情況、待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算目標虛擬局域網(wǎng)編號值;進而交換機可根據(jù)該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定待傳輸數(shù)據(jù)包所要利用的目標輸出端口，即能夠根據(jù)優(yōu)先級隊列的擁塞情況選擇合適的目標輸出端口，即基于輸出端口的擁塞程度充分利用冗余的輸出端口，使得流量的分配更加均衡，實現(xiàn)了將基于時間的流量調度方案和基于空間的流量調度方案結合起來對流量進行調度。
[0112]可選地，該基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算該待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，可以包括:
[0113]在接收到一個由接收終端發(fā)送的確認數(shù)據(jù)包后，計算在傳輸協(xié)議中所限定的接收確認數(shù)據(jù)包的各個傳輸控制協(xié)議TCP窗口中，標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包占總的確認數(shù)據(jù)包的比例F;
[0114]基于預設的擁塞因子更新公式及該比例F，更新?lián)砣蜃应粒渲?，預設的擁塞因子更新公式為:α = (l-g)*α+g*F，0<g<l;
[0115]判斷該F是否大于第一預設門限值，并判斷該α是否大于第二預設門限值，當判斷比值F大于第一預設門限值且α大于第二預設門限值時，將該目標輸出端口的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)增一，以得到新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)；
[0116]判斷該新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)是否大于第三預設門限值，若大于，則判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O;
[0117]若判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值為0，將該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包所對應的初始虛擬局域網(wǎng)編號值增一，否則，將該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值減一，并將調整后的初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0118]可以理解的是，在該種實現(xiàn)方式中，發(fā)送終端在接收到一個由接收終端所發(fā)送的確認數(shù)據(jù)包后，計算各個傳輸控制協(xié)議TCP窗口中標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包占總的確認數(shù)據(jù)包的比例F，根據(jù)該比例F以及預設的擁塞因子更新公式，更新?lián)砣蜃应?，其中該更新后得到擁塞因子α可以表征交換機各個輸出端口的擁塞程度。
[0119]具體地，可以設定當F大于第一預設門限值且更新后得到擁塞因子α大于第二預設門限值時，將目標輸出端口的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)增一，以得到新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù);并根據(jù)此時網(wǎng)絡整體的擁塞狀況調整待發(fā)送數(shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值。具體的調整操作可為:判斷該待傳輸數(shù)據(jù)包包頭的哈希值是否為O，如果是O，則將該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包所對應的初始虛擬局域網(wǎng)編號值增一，否則，將該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包所對應的初始虛擬局域網(wǎng)編號值增一，并將調整后的初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0120]可選地，在該判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O之前，還可以包括:
[0121 ] 基于該數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和初始虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算初始哈希值。
[0122]可以理解的是，在該種實現(xiàn)方式中，利用哈希算法計算該待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址的哈希值、目的MAC地址的哈希值、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址的哈希值，以及初始虛擬局域網(wǎng)編號值所對應的哈希值。
[0123]需要強調的是，可以使用任意哈希算法計算待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包包頭的哈希值，在此不做限定。
[0124]可選地，該方法還可以包括:
[0125]當判斷該新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)小于第三預設門限值時，維持原有的數(shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值，并將該初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0126]可以理解的是，在該種實現(xiàn)方式中，當判斷新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)小于第三門限值時，不對該待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值進行更新，并將該初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0127]下面，結合圖5對本發(fā)明實施例所提供的基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)進行進一步的說明。
[0128]如圖5所示，發(fā)送終端將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包，以及該數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬網(wǎng)編號值(Vlan ID)發(fā)送至交換機的輸入端口；交換機在接收到該數(shù)據(jù)包后，利用ECMP算法，以及該數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和目標虛擬局域網(wǎng)編號值所對應的哈希值來選擇目標輸出端口；假設所選擇的目標輸出端口為輸出端口 2，此時根據(jù)該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇與數(shù)據(jù)包優(yōu)先級一致的第一優(yōu)先級隊列;并在判斷此時第一優(yōu)先級隊列所緩存的數(shù)據(jù)包超過預設門限值時，使用第一標識對該數(shù)據(jù)包的進行標記;且當該數(shù)據(jù)包被該第一優(yōu)先級隊列轉發(fā)到下一跳路由，并在經(jīng)過M跳路由后到達接收終端，此時接收終端將一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包反饋給發(fā)送終端，以使該發(fā)送終端在接收到該帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包后，制定新的流量轉發(fā)策略，以避免數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞。
[0129]值得強調的是，圖5中只給出了輸出端口2中具有多個優(yōu)先級隊列，可以理解的是，其他輸出端口同樣具有多個優(yōu)先級隊列。
[0130]相應于上述交換機方法實施例，如圖3所示，本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)，應用于交換機，該系統(tǒng)可以包括:接收單元301、目標輸出端口確定單元302、緩存單元303、第一傳輸單元304和第二傳輸單元305;
[0131]該接收單元301，用于接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包及該數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，其中，該目標虛擬局域網(wǎng)編號值由該發(fā)送終端基于該數(shù)據(jù)包、所接收到確認數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算得到；
[0132]該目標輸出端口確定單元302，用于基于該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，其中，該交換機的目標輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列；
[0133]該緩存單元303，用于確定該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并基于該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，將該數(shù)據(jù)包緩存至該目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列中，其中，該目標優(yōu)先級隊列所對應的優(yōu)先級與該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級相同；
[0134]該第一傳輸單元304，用于判斷該目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過預設門限值，若不超過，利用該目標優(yōu)先級隊列傳輸該數(shù)據(jù)包和緩存在該目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包；
[0135]該第二傳輸單元305，用于若判斷該目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量超過預設門限值，在該數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，并利用該目標優(yōu)先級隊列傳輸標識有該第一標識的數(shù)據(jù)包和緩存在該目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包，以供接收終端在接收到標識有該第一標識的數(shù)據(jù)包后，反饋一個標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包給該發(fā)送終端。
[0136]在本發(fā)明實施例中，通過交換機對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行轉發(fā)，實現(xiàn)將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包從發(fā)送終端轉發(fā)至接收終端。具體地，在交換機的每個輸出端口預設至少兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇對應的優(yōu)先級隊列對該數(shù)據(jù)包進行傳輸，優(yōu)先保證了高優(yōu)先級業(yè)務流量的服務質量，進而減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。當待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包緩存至對應的優(yōu)先級隊列后，判斷此時該優(yōu)先級隊列緩存的數(shù)據(jù)包總數(shù)大于預設門限值時，表明該優(yōu)先級隊列出現(xiàn)擁塞；否則，則該優(yōu)先級隊列未出現(xiàn)擁塞。此時利用第一標識對該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行標識，使得接收終端接收到該帶第一標識的數(shù)據(jù)包時，給發(fā)送終端反饋一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包。發(fā)送終端則能根據(jù)接收到的帶有第二標識確認數(shù)據(jù)包和不帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包，計算該優(yōu)先級隊列的擁塞情況;并根據(jù)該擁塞情況、待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算目標虛擬局域網(wǎng)編號值;進而交換機可根據(jù)該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定待傳輸數(shù)據(jù)包所要利用的目標輸出端口，即能夠根據(jù)優(yōu)先級隊列的擁塞情況選擇合適的目標輸出端口，即基于輸出端口的擁塞程度充分利用冗余的輸出端口，使得流量的分配更加均衡，實現(xiàn)了將基于時間的流量調度方案和基于空間的流量調度方案結合起來對流量進行調度。
[0137]可選地，該緩存單元303可以包括:優(yōu)先級確定子單元；
[0138]該優(yōu)先級確定子單元，用于基于該數(shù)據(jù)包的大小或該數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務等級，確定該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并將該數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級加入至該數(shù)據(jù)包包頭的優(yōu)先級字段內。
[0139]可選地，該目標輸出端口確定單元302可以包括:目標哈希值計算子單元和目標輸出端口確定子單元；
[0140]該目標哈希值計算子單元，用于基于該數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和目標虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算該數(shù)據(jù)包包頭的目標哈希值；
[0141]該目標輸出端口確定子單元，用于基于該目標哈希值，確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。
[0142]可選地，該目標輸出端口確定子單元，包括:目標輸出端口確定子模塊；
[0143]該目標輸出端口確定子模塊，用于基于該目標哈希值，利用等價多路徑ECMP算法確定傳輸該數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。
[0144]相應于上述發(fā)送終端方法實施例，如圖4所示，本發(fā)明實施例提供了一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)，應用于發(fā)送終端，該系統(tǒng)可以包括:計算單元401和發(fā)送單元402;
[0145]該計算單元401，用于基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算該待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值；
[0146]該發(fā)送單元402，用于將該待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和該目標虛擬局域網(wǎng)編號值發(fā)送至交換機。
[0147]在本發(fā)明實施例中，發(fā)送終端發(fā)送待傳輸數(shù)據(jù)包以及所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值至交換機，交換機對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行轉發(fā)，實現(xiàn)將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包從發(fā)送終端轉發(fā)至接收終端。具體地，在交換機的每個輸出端口預設至少兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級選擇對應的優(yōu)先級隊列對該數(shù)據(jù)包進行傳輸，優(yōu)先保證了高優(yōu)先級業(yè)務流量的服務質量，進而減少每個優(yōu)先級任務的完成時間。當待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包緩存至對應的優(yōu)先級隊列后，判斷此時該優(yōu)先級隊列緩存的數(shù)據(jù)包總數(shù)大于預設門限值時，表明該優(yōu)先級隊列出現(xiàn)擁塞;否則，則該優(yōu)先級隊列未出現(xiàn)擁塞。此時利用第一標識對該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進行標識，使得接收終端接收到該帶第一標識的數(shù)據(jù)包時，給發(fā)送終端反饋一個帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包。發(fā)送終端則能根據(jù)接收到的帶有第二標識確認數(shù)據(jù)包和不帶有第二標識的確認數(shù)據(jù)包，計算該優(yōu)先級隊列的擁塞情況;并根據(jù)該擁塞情況、待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算目標虛擬局域網(wǎng)編號值;進而交換機可根據(jù)該目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定待傳輸數(shù)據(jù)包所要利用的目標輸出端口，即能夠根據(jù)優(yōu)先級隊列的擁塞情況選擇合適的目標輸出端口，即基于輸出端口的擁塞程度充分利用冗余的輸出端口，使得流量的分配更加均衡，實現(xiàn)了將基于時間的流量調度方案和基于空間的流量調度方案結合起來對流量進行調度。
[0148]可選地，該計算單元401可以包括:第一計算子單元、更新子單元、第二計算子單元、第一判斷子單元和第三計算子單元；
[0149]該第一計算子單元，用于在接收到一個由接收終端發(fā)送的確認數(shù)據(jù)包后，計算在傳輸協(xié)議中所限定的接收確認數(shù)據(jù)包的各個傳輸控制協(xié)議TCP窗口中，標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包占總的確認數(shù)據(jù)包的比例F;
[0150]該更新子單元，用于基于預設的擁塞因子更新公式及該比例F，更新?lián)砣蜃应粒渲?，預設的擁塞因子更新公式為:a = (l-g)*a+g*F，0<g<l;
[0151]該第二計算子單元，用于判斷該F是否大于第一預設門限值，并判斷該a是否大于第二預設門限值，當判斷比值F大于第一預設門限值且a大于第二預設門限值時，將該目標輸出端口的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)增一，以得到新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)；
[0152]該第一判斷子單元，用于判斷該新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)是否大于第三預設門限值，若大于，則判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O;
[0153]該第三計算子單元，用于若判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值為0，將該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包所對應的初始虛擬局域網(wǎng)編號值增一，否則，將該待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值減一，并將調整后的初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0154]可選地，該計算單元401還可以包括:初始哈希值計算子單元；
[0155]該初始哈希值計算子單元，用于基于該數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和初始虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算初始哈希值。
[0156]可選地，該計算單元401還可以包括:第二判斷子單元；
[0157]該第二判斷子單元，用于當判斷該新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)小于第三預設門限值時，維持原有的數(shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值，并將該初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。
[0158]對于裝置實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0159]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0160]本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0161]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法，其特征在于，應用于交換機，所述方法包括: 接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包及所述數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，其中，所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值由所述發(fā)送終端基于所述數(shù)據(jù)包、所接收到確認數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算得到； 基于所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，其中，所述交換機的目標輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列； 確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并基于所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，將所述數(shù)據(jù)包緩存至所述目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列中，其中，所述目標優(yōu)先級隊列所對應的優(yōu)先級與所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級相同； 判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過預設門限值，若不超過，利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸所述數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包； 若判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量超過預設門限值，在所述數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，并利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包，以供接收終端在接收到標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包后，反饋一個標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包給所述發(fā)送終端。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，包括: 基于所述數(shù)據(jù)包的大小或所述數(shù)據(jù)包所對應的業(yè)務等級，確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并將所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級加入至所述數(shù)據(jù)包包頭的優(yōu)先級字段內。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，包括: 基于所述數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和目標虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算所述數(shù)據(jù)包包頭的目標哈希值； 基于所述目標哈希值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口。4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目標哈希值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，包括: 基于所述目標哈希值，利用等價多路徑ECMP算法確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端□O5.—種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度方法，其特征在于，應用于發(fā)送終端，所述方法包括: 基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值； 將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值發(fā)送至交換機。6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，包括: 在接收到一個由接收終端發(fā)送的確認數(shù)據(jù)包后，計算在傳輸協(xié)議中所限定的接收確認數(shù)據(jù)包的各個傳輸控制協(xié)議TCP窗口中，標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包占總的確認數(shù)據(jù)包的比例F; 基于預設的擁塞因子更新公式及所述比例F，更新?lián)砣蜃应粒渲?，預設的擁塞因子更新公式為:α = (l-g)*α+g*F，0<g<l; 判斷所述F是否大于第一預設門限值，并判斷所述a是否大于第二預設門限值，當判斷比值F大于第一預設門限值且a大于第二預設門限值時，將所述目標輸出端口的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)增一，以得到新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)； 判斷所述新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)是否大于第三預設門限值，若大于，則判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O; 若判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值為O，將所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包所對應的初始虛擬局域網(wǎng)編號值增一，否則，將所述待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值減一，并將調整后的初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述判斷待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭的初始哈希值是否為O之前，還包括: 基于所述數(shù)據(jù)包的源物理地址MAC地址、目的MAC地址、源網(wǎng)絡協(xié)議IP地址和初始虛擬局域網(wǎng)編號值，利用哈希算法計算初始哈希值。8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 當判斷所述新的網(wǎng)絡擁塞次數(shù)小于第三預設門限值時，維持原有的數(shù)據(jù)包的初始虛擬局域網(wǎng)編號值，并將所述初始虛擬局域網(wǎng)編號值作為目標虛擬局域網(wǎng)編號值。9.一種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)，其特征在于，應用于交換機，所述系統(tǒng)包括: 接收單元，用于接收發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包及所述數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值，其中，所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值由所述發(fā)送終端基于所述數(shù)據(jù)包、所接收到確認數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法計算得到； 目標輸出端口確定單元，用于基于所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值，確定傳輸所述數(shù)據(jù)包的目標輸出端口，其中，所述交換機的目標輸出端口至少預設有兩個不同優(yōu)先級的優(yōu)先級隊列； 緩存單元，用于確定所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，并基于所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級，將所述數(shù)據(jù)包緩存至所述目標輸出端口的目標優(yōu)先級隊列中，其中，所述目標優(yōu)先級隊列所對應的優(yōu)先級與所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級相同； 第一傳輸單元，用于判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過預設門限值，若不超過，利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸所述數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包； 第二傳輸單元，用于若判斷所述目標優(yōu)先級隊列所包含的數(shù)據(jù)包的數(shù)量超過預設門限值，在所述數(shù)據(jù)包的包頭中標識第一標識，并利用所述目標優(yōu)先級隊列傳輸標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包和緩存在所述目標優(yōu)先級隊列的其他數(shù)據(jù)包，以供接收終端在接收到標識有所述第一標識的數(shù)據(jù)包后，反饋一個標識有第二標識的確認數(shù)據(jù)包給所述發(fā)送終端。10.—種基于時空結合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量調度系統(tǒng)，其特征在于，應用于發(fā)送終端，所述系統(tǒng)包括: 計算單元，用于基于所接收到確認數(shù)據(jù)包、待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和預設的流量調度算法，計算所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包所對應的目標虛擬局域網(wǎng)編號值；發(fā)送單元，用于將所述待發(fā)送的數(shù)據(jù)包和所述目標虛擬局域網(wǎng)編號值發(fā)送至交換機。
【文檔編號】H04L12/935GK106027416SQ201610345988
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】張嬌, 汪碩, 黃韜, 劉江, 潘恬, 楊帆, 劉韻潔
【申請人】北京郵電大學