异构时变延迟下融合以太网的QCN改进拥塞控制

本文主要探讨了在具有异构和时变延迟的融合以太网（Converged Ethernet, CE）环境中，拥塞控制的重要性和面临的挑战。随着传统局域网（LAN）、存储区域网络（SAN）和高性能计算网络的融合，增强型以太网作为一种统一的架构，对拥塞控制的需求日益增长。IEEE 802.1 Qau工作组已经标准化了CE网络的拥塞管理框架，其中推荐使用Quality and Quantity Notation (QCN) 作为基本的拥塞控制策略。 然而，QCN的设计初衷针对的是1/10 Gbps以太网，对延迟因素并未充分考虑。研究表明，随着以太网速率提升至40/100 Gbps，网络延迟呈现出异质性和时间变化性，这导致QCN在处理反馈延迟时遇到稳定性问题。这些挑战在高速网络环境下更为显著，因为延迟问题直接影响数据传输的效率和网络服务质量。 为了解决这个问题，论文提出了一种新的模型，该模型关注于在异构和时间变化延迟下准确估计网络的实际拥塞状况。模型中引入了延迟容忍滑模（Delay Tolerant Sliding Mode, DSM）拥塞控制方案，它利用一种新的拥塞检测器来适应这种动态变化。通过滑模控制方法，DSM能够更好地处理网络干扰，确保在高速、高延迟的环境中保持良好的性能。 仿真结果证实，当网络带宽从1 Gbps扩展到100 Gbps，且延迟特性复杂多变时，DSM相较于其他拥塞控制方案表现更为优越。这表明DSM在融合以太网环境中具有显著的优势，对于提升网络的稳定性和效率具有重要的理论价值和实践意义。 这篇研究论文深入分析了异构和时变延迟对融合以太网拥塞控制的影响，提出了一个针对这些挑战的创新解决方案，为未来的网络设计和优化提供了有价值的方向。这对于构建高效、稳定的下一代网络基础设施具有重要意义。