【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及物聯網控制，尤其指一種數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法。
技術介紹
1、由于高性能計算、大數據和物聯網等各種數據中心應用對低延遲和高吞吐量的嚴格要求，在數據中心提供高性能網絡服務至關重要。現代數據中心網絡廣泛采用多根樹形網絡拓撲，在主機對之間建立多條并行路徑，提供高帶寬的網絡傳輸能力。負載均衡機制在數據中心網絡中發揮著至關重要的作用，能充分利用數據中心網絡的多路徑特性，實現高性能的網絡傳輸。
2、為了增強多路徑傳輸場景下的性能，人們提出了各種負載均衡機制來提高網絡的傳輸性能。其中，等價多路徑(英文簡稱：ecmp)是目前使用最廣泛的負載均衡機制，它采用哈希算法隨機選擇物聯網混合流量的轉發路徑，將不同流量均衡到多條并行路徑上以減少網絡擁塞，然而ecmp未能利用網絡的擁塞信息和流量特征，容易產生哈希沖突，加劇網絡擁塞熱點，浪費網絡帶寬。
3、為了解決ecmp中的哈希沖突和擁塞熱點問題，許多增強型負載均衡機制已經被提出來了，相比之下，這些解決方案采用了網絡上的有用信息，例如：分布式擁塞感知負載均衡(英文簡稱：conga)通過實時收集全局擁塞信息來選擇數據流的最佳傳輸路徑；微負載均衡(英文簡稱；drill)使用本地交換機的隊列信息，根據隊列長度選擇轉發端口；彈性負載均衡(英文簡稱：hermes)檢測全局擁塞并根據路徑條件和數據流狀態執行重新路由。這些方法有效地解決了哈希沖突問題，在一定程度上減少了路徑擁塞，并通過充分利用多條路徑上的信息來提高網絡性能。然而，盡管現有的負載平衡
技術實現思路
1、為解決現有的數據中心負載均衡機制因不進行流量區分而出現無效重路由，導致擁塞擴散、數據包亂序、平均流完成時間增加的問題，本專利技術提供一種數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方法：一種數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法：
3、在所有與服務器直連的邊緣交換機中設置擁塞檢測模塊、流量分離模塊和流量重路由模塊；所述擁塞檢測模塊用于檢測交換機的隊列長度，并根據隊列長度判斷路徑是否發生擁塞；所述流量分離模塊用于將擁塞路徑上導致擁塞的擁塞流量與需要重路由的無害流量進行分離；所述流量重路由模塊用于將無害流量從擁塞路徑轉換到其他并行的非擁塞路徑；
4、與接收方服務器直連的邊緣交換機，即目的端交換機，執行工作時包括：
5、步驟s101、擁塞檢測模塊持續監測路徑隊列長度，判斷隊列長度是否超過擁塞閾值，如是，將路徑標記為擁塞路徑，轉步驟s102；否則，不做標記，路徑上的流量保持原路徑正常發送；
6、步驟s102、啟用流量分離模塊，標記擁塞路徑上的流量為擁塞流量并采用五元組信息將擁塞流量記錄于哈希數組，接著判斷擁塞路徑上后續到達的流量是否存在于哈希數組，如是，標記該流量為擁塞流量；否則，標記該流量為無害流量，通知源端交換機將無害流量進行重路由；
7、與發送方服務器直連的邊緣交換機，即源端交換機，執行工作時包括：
8、步驟s201、流量重路由模塊根據流量標記判斷發送的流量的類型，如為無害流量，轉步驟s202；如為擁塞流量，則保持原路徑并采取降速發送；
9、步驟s202、流量重路由模塊持續監測流量的數據包間隔是否超過動態重路由閾值，如是，轉步驟s203；否則繼續監測；
10、步驟s203、流量重路由模塊根據持續監測的路徑延時選擇最小延時的路徑轉發數據包；
11、步驟s204、判斷數據包是否發送完畢，如是，結束當前流發送；否則轉步驟s203。
12、進一步的，所述步驟s102中：
13、采用哈希數組區分交換機中的擁塞流量和無害流量，所述哈希數組包括記錄流量五元組信息的哈希值以及數據包頭部的擁塞標簽，所述五元組信息為交換機的源ip地址、目的ip地址、源端口號、目的端口號、協議類型，所述擁塞標簽為ture或false時分別表示該流量為擁塞流量或無害流量；
14、當目的端交換機監測到路徑擁塞時，流量分離模塊會先將擁塞路徑上所有流量標記為擁塞流量并記錄于哈希數組中，接著將擁塞路徑上后續到達的流量進行哈希運算，根據計算得到的哈希值檢查后續到達的流量是否存在于哈希數組中，如果存在，即確定該流量為擁塞流量，并將與該流量對應的擁塞標簽更新為true；否則，即確定該流量為無害流量，并將與該流量對應的擁塞標簽更新為false，通知源端交換機將無害流量進行重路由。
15、再進一步的，步驟s203中，路徑延時的監測過程為：
16、指示所有邊緣交換機以特定頻率周期性的向上層交換機發送探測數據包，探測數據包遍歷所有可用路徑，且每到達一個交換機時，該交換機的id即被添加至探測數據包中，到達路徑終點后探測數據包中包括：發送探測數據包的邊緣交換機的id、探測數據包所經過的交換機的id以及指示探測數據包發送時間的時間戳字段，最終接收探測數據包的邊緣交換機根據探測數據包中的信息確定不同路徑的延時和不同路徑的id，其中包括最小延時、最大延時以及與最小延時對應的最快路徑的id和與最大延時對應的最慢路徑的id。
17、再進一步的，步驟s202中，所述動態重路由閾值采用如下方法進行確定：
18、1)在每個邊緣交換機上維護一個延時表，所述延時表中包括最小延時、最大延時、以及分別與最快路徑和最慢路徑相對應的哈希值；
19、2)在每個邊緣交換機上維護一個超時表，所述超時表中包括邊緣交換機對之間的流片超時和最快路徑信息，所述流片超時等于路徑最大延時和最小延時之差，所述最快路徑信息包括最快路徑的下一跳信息；
20、3)當邊緣交換機接收到探測數據包時，先計算路徑的哈希值和探測數據包的路徑延時，如果該路徑與延時表中記錄的最快路徑或最慢路徑相同，則更新該路徑對應的最小延時或最大延時；否則，將該路徑延時與最小延時和最大延時進行比較，以更新延時表；如果最小延時或最大延時發生變化，則更新流片超時和最快路徑的下一跳信息；取動態變化的流片超時數值作為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：所述步驟S102中：
3.根據權利要求2所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：步驟S203中，路徑延時的監測過程為：
4.根據權利要求3所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：步驟S202中，所述動態重路由閾值采用如下方法進行確定：
5.根據權利要求1或4所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：步驟S101中，擁塞檢測模塊采用DCTCP算法判斷路徑是否擁塞，具體的，邊緣交換機為每個端口建立一個隊列來存儲接收到的數據包，并預先為隊列設置擁塞閾值Φ，擁塞檢測模塊定期檢查邊緣交換機的隊列長度，當隊列長度超過擁塞閾值Φ時，即確定路徑已經發生擁塞。
6.根據權利要求5所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：所
...【技術特征摘要】
1.數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：所述步驟s102中：
3.根據權利要求2所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：步驟s203中，路徑延時的監測過程為：
4.根據權利要求3所述的數據中心中基于物聯網流量區分以及動態流片超時的負載均衡方法，其特征在于：步驟s202中，所述動態重路由閾值采用如下方法進行確定：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅紅祥，胡勇勝，羅立軍，陳金鑫，丁旭，康志遠，陳忠輝，黃孔，譚曜堃，馬騰飛，羅佑楠，胡錫濤，鄧盛名，鄧鵬程，田苗苗，李華喜，鄧烜，石元，胡晉彬，王進，
申請(專利權)人：湖南五凌電力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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