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数据平面拥塞通知.docx
资料介绍
一、DCN技术的诞生背景
数据中心网络在近二十年经历了飞速的发展，从早期的百兆共享网络逐步演进到如今的百G、甚至四百G的直连网络，但网络拥塞问题始终没有得到彻底解决。随着云计算、AI大模型训练等业务的兴起，数据中心内部的流量模型发生了巨大变化：分布式存储多节点同步写操作会产生大量 incast 流量，AI训练任务中多个GPU卡需要频繁交换梯度数据，这些突发的大流量短时间内会汇聚到同一个端口，超出端口的缓存容量后就会产生丢包，进而导致传输重传，严重时会让整个业务的吞吐量下降超过50%。
传统的拥塞控制机制主要依赖TCP端到端的拥塞窗口调整，这种机制的反应速度慢，在高速低延迟的数据中心网络中，往往等到TCP调整窗口的时候，缓存已经溢出丢包，无法及时解决突发拥塞。而交换机作为数据转发的核心节点，能够第一时间感知到端口的队列长度变化，在数据平面直接实现拥塞通知，可以让发送端更快的响应拥塞，这就是数据平面拥塞通知DCN技术诞生的核心动因。
二、DCN技术的核心原理
数据平面拥塞通知（DCN）的核心思路是分布式的拥塞感知+就近的速率调整，区别于传统端到端的拥塞控制，所有拥塞检测和通知动作都在交换机的数据平面完成，不需要经过控制平面转发，延迟极低。
1. 拥塞阈值检测
DCN在交换机每个输出端口都设置了两个关键阈值：预警阈值和丢包阈值。当端口队列的占用长度超过预警阈值但还未达到丢包阈值时，交换机就会判定当前端口已经进入轻度拥塞状态，触发通知流程；当队列长度超过丢包阈值后，才会执行丢包动作，这种提前触发通知的设计可以有效避免缓存溢出。阈值的设置一般会根据端口的缓存容量动态调整，对于大缓存交换机可以设置较高的阈值，针对小缓存的高速交换机则会降低阈值，提前触发通知。
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