摘要
隨著數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用程序?qū)W(wǎng)絡(luò)延遲和帶寬越來越敏感，例如AI/ML/HPC工作負載和基于RDMA的應(yīng)用程序，在高動態(tài)變化的流量模式下，僅依賴端到端信號進行擁塞控制、流量調(diào)度已無法滿足需求。
本文介紹了Google提出的網(wǎng)絡(luò)測量方案：CSIG（Congestion Signaling，擁塞信號），一種用于網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、流量管理和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測協(xié)議。CSIG提供了一個簡單、低開銷和可擴展的數(shù)據(jù)包頭機制，用于從網(wǎng)絡(luò)路徑上的瓶頸設(shè)備獲取固定長度的摘要信息。這些摘要信息通過位于L2層的 CSIG tag字段在路徑上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間以比較和替換的方式進行收集。接收方可以通過L4層以上的 CSIG reflection報文頭將這些信息反饋給發(fā)送方。
CSIG在前人工作（如交換機帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測（INT））基礎(chǔ)上進行了擴展，該工作將多位信號納入多個數(shù)據(jù)包中。與此同時，CSIG的端到端機制可通過固定大小的消息頭傳遞信號，類似于顯式擁塞通知（ECN），簡單、實用且易部署。
本文首先對CSIG協(xié)議進行詳細描述，闡述CSIG的應(yīng)用場景和設(shè)計原則，并描述了CSIG信號（最小可用帶寬、最大鏈路利用率和最大跳延遲）、以及計算這些信號的方法、信號如何在應(yīng)用程序中發(fā)揮作用。此外，還將討論如何傳遞有關(guān)鏈路瓶頸位置的屬性，提供這個信號整合的框架。最后，討論漸進部署、向后兼容性和CSIG在各種情景中的適用性細節(jié)。
引言
許多網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，包括擁塞控制、流量工程和網(wǎng)絡(luò)運維，根據(jù)應(yīng)用流所經(jīng)歷的擁塞情況做出決策。用于確定擁塞的信號通常是從端到端信號中隱性產(chǎn)生的，以比期望更大的時間尺度近似計算的，或者從網(wǎng)絡(luò)中獲得的。這些信號不準確或精細，可能導致應(yīng)用程序性能不佳或網(wǎng)絡(luò)使用效率低下。
CSIG（擁塞信號）提供了直接、實時、帶內(nèi)信號，網(wǎng)絡(luò)控制回路可以利用這些信號來提高性能和效率。
數(shù)據(jù)中心部署了許多擁塞控制算法（CCA），包括Swift、BBR、DCTCP、DCQCN和HPCC++。這些CCA在使用擁塞信號和根據(jù)信號調(diào)整流量速率方面存在差異。
Swift使用精確的往返時延（RTT）測量來調(diào)節(jié)其擁塞窗口。
BBR使用流的傳輸速率和RTT測量的組合。
DCTCP和DCQCN依賴于來自交換機的顯示擁塞通知（ECN），該通知指示隊列是否超過閾值。
HPCC++利用沿流路徑獲得的逐跳隊列深度和傳輸字節(jié)數(shù)來更新流量速率。
現(xiàn)有方案存在的問題：盡管在何時降低傳輸速度方面取得了進展，但在增加流量速率方面，CCA仍然存在盲點。例如，一個流的適當起始速率是多少？在沒有擁塞的情況下，流應(yīng)當快速增加到什么程度？在沒有網(wǎng)絡(luò)的明確信息的情況下，端到端的CCA不得不依賴于啟發(fā)式算法，這可能導致低估或高估瓶頸帶寬，從而導致更慢的流完成時間（FCT）或增加的往返時間或丟包率。
與此同時，應(yīng)用程序?qū)焖倬W(wǎng)絡(luò)性能的需求正在增加：AI/ML應(yīng)用程序正在推動快速網(wǎng)絡(luò)傳輸，并避免使昂貴的張量處理單元（TPUs）和圖形處理單元（GPUs）空閑。同樣，存儲解聚需要快速傳輸，以使遠程存儲設(shè)備在主機上顯示為本地設(shè)備，并且時延足夠低。
在本文檔中，我們引入擁塞信號（CSIG）來明確通知主機，路徑的瓶頸鏈路情況。CSIG有幾個重要的使用場景，包括：
作為擁塞控制算法在發(fā)送速率上做出決策的依據(jù)：發(fā)送端的擁塞控制算法可以使用CSIG快速而安全地將發(fā)送速率加快到由瓶頸鏈路確定的最大可行速率，并且在存在或不存在擁塞的情況下都可以精確地對瓶頸節(jié)點做出快速反應(yīng)?？焖僭黾铀俾实膭訖C源于充分利用數(shù)據(jù)中心的帶寬，并降低大型傳輸?shù)难舆t。CSIG可以通過多種方式幫助快速完成傳輸，例如，使ML集體通信的傳輸可以快速增加速率，最大限度地利用所有網(wǎng)絡(luò)帶寬，并用接近理想的傳輸完成時間，完成傳輸。
流量管理，包括流量工程(TE)，負載均衡和多路徑也將從CSIG中受益。TE系統(tǒng)通過離線分鐘級的處理過程，疊加網(wǎng)絡(luò)流量統(tǒng)計、拓撲和路由信息來推測出擁塞流。使用CSIG，TE可以更及時地獲得關(guān)于擁塞點和應(yīng)用流路徑擁塞信息。使用這種更精細的信息可以更有效、及時地為突發(fā)流量進行配置。類似地，啟用CSIG的多路徑傳輸流可以實時選擇具有最大可用帶寬的路徑。
故障排除和性能優(yōu)化。我們還設(shè)想CSIG有助于調(diào)試數(shù)據(jù)中心應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)級性能。大規(guī)模應(yīng)用程序，包括ML訓練工作負載，在傳輸層打開了數(shù)千個連接。當網(wǎng)絡(luò)對于一個應(yīng)用程序來說速度很慢時，幾乎不可能在沒有加入許多交換機和主機上的數(shù)據(jù)源的情況下識別出瓶頸跳。因為CSIG傳遞了路徑瓶頸特征，它在確定網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸點上具有價值。了解這些瓶頸點可以導致更好的帶寬配置，及時的修復過程和實時的控制，例如更好的負載均衡。
CSIG提供路徑上瓶頸鏈路的簡單的固定長度摘要，例如最大節(jié)點延遲、最小可用帶寬和最大鏈路利用率。信息在路徑上通過L2層協(xié)議從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備收集。然后，每個數(shù)據(jù)接收方通過L4層協(xié)議傳輸選項或有效載荷將收集到的信息返回給數(shù)據(jù)發(fā)送者。CSIG在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上使用簡單的比較和替換操作，使其能夠與網(wǎng)絡(luò)拓撲、鏈路速度和分組速率相適應(yīng)。
CSIG借鑒了之前顯式反饋方案，但更加強大。CSIG在數(shù)據(jù)報文中傳遞豐富的多位交換機遙測數(shù)據(jù)，借鑒了現(xiàn)有帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測技術(shù)INT的工作。同時，CSIG保留了類似于顯式擁塞通知（ECN）的固定大小的頭部和L4傳輸反射。
業(yè)界有三個重要的INT變體：
第一個是被P4.org指定的INT變體P4-INT
IETF的IOAM（實時操作、管理和維護）標準RFC9378
在HPCC部署中使用的Inband Flow Analyzer（IFA）規(guī)范I-D.kumar-ippm-ifa
它們在頭部定義和封裝機制上有所不同，但通常都在包的路徑上每跳堆疊多個每交換機遙測數(shù)據(jù)。包的大小隨著每個交換機上的度量值和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備數(shù)量的增加而增大。根據(jù)用例和頭部定義，每個包的開銷從20字節(jié)到100字節(jié)以上不等。龐大且可變大小的頭部，給端到端MTU限制的轉(zhuǎn)發(fā)或接收設(shè)備帶來了挑戰(zhàn)，同時數(shù)據(jù)包頭解析也是個問題。
存在一系列努力來解決INT變體中遇到的挑戰(zhàn)，包括：
1）在合成非數(shù)據(jù)報文（也稱為探針包）中傳遞INT數(shù)據(jù)
2）在數(shù)據(jù)包中僅傳遞固定大小的INT指令（例如，指定每跳收集哪些數(shù)據(jù)），而節(jié)點生成單獨的報告包來傳遞請求的每跳節(jié)點數(shù)據(jù)。盡管這些技術(shù)減少了每個數(shù)據(jù)包的開銷，但它們并沒有從根本上減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或數(shù)據(jù)收集器上的總字節(jié)數(shù)或每秒的開銷。與此同時，TCP-INT在開發(fā)過程中用于在數(shù)據(jù)包中攜帶固定大小的最小/最大/總和聚合指標，同時還具有節(jié)點定位器。然而，它僅適用于TCP選項，因此不適用于各種現(xiàn)代AI/HPC傳輸，而且沒有靈活的方法引入新的指標。CSIG的類型-值格式確保了常量大小的開銷，并具有未來兼容性。協(xié)議大小固定，并且足夠小，可以適應(yīng)4字節(jié)或8字節(jié)的標簽，從而在L2層協(xié)議中實現(xiàn)CSIG，使運營商在部署CSIG時不必擔心隧道和加密的問題。
下面，我們將描述CSIG主機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端到端的設(shè)計。
設(shè)計原則
CSIG是為解決生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制、流量管理和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試問題而生。CSIG的設(shè)計原則中，最重要的是簡單性和易于部署。后面也會討論在CSIG中所做具體設(shè)計選擇背后的理論基礎(chǔ)：
業(yè)務(wù)感興趣的簡單信號：使用設(shè)備端口或隊列等簡單指標，以解決具體業(yè)務(wù)問題，是CSIG設(shè)計原則的核心。這種簡單性不僅對應(yīng)用程序很重要，而且還可以降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備芯片的面積、功耗和成本，保證CSIG中的信號可以在ASIC中以線速實現(xiàn)。例如，在CSIG中避免使用用于跟蹤交換機上每個流狀態(tài)的信號，因為其很難實現(xiàn)和部署。CSIG也足夠靈活，可以適應(yīng)超出本文描述范圍的新信號和業(yè)務(wù)場景。
端到端的視角：CSIG的設(shè)計源于對應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)的端到端的需求和權(quán)衡。使CSIG對應(yīng)用程序有用，并且易于部署。
固定的少量報文開銷：若包的大小在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)時不增加，則MTU不需要改變。引入的任何開銷應(yīng)該是固定且少量的，以最小化在交換機/ NIC流水線中的實現(xiàn)成本。低協(xié)議開銷還意味著對于小數(shù)據(jù)報文而言帶寬開銷小，從而最小化對PPS負載和帶寬效率的影響。我們對于哪些數(shù)據(jù)包和設(shè)備啟用CSIG做出了很少的假設(shè)。設(shè)備實現(xiàn)必須能夠在線速率下以最小的CPU參與，處理CSIG的數(shù)據(jù)包。保持開銷小且固定允許在線速率下對每個數(shù)據(jù)包啟用CSIG。這很重要，因為部署可能選擇在每個數(shù)據(jù)包而非一小部分數(shù)據(jù)包上啟用CSIG。
在隧道和加密下易于工作：隧道在現(xiàn)代部署中廣泛使用，例如流量工程系統(tǒng)和云流量經(jīng)常使用隧道。CSIG被設(shè)計成在復雜的隧道部署環(huán)境中輕松的端到端信令。這與其他帶內(nèi)遙測方案不同，其他方案需要更多的ASIC來在隧道存在時在內(nèi)、外頭部之間重新定位元數(shù)據(jù)。此外，CSIG還支持加密數(shù)據(jù)包，包括PSP、IPSec和802.1AE MAC安全。
增量部署能力：CSIG允許逐步部署，即該機制可以逐步部署到一些設(shè)備可能支持新協(xié)議，而其他設(shè)備可能不支持的域中。后續(xù)也將討論異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的互操作性，解決與遺留設(shè)備的向后兼容性問題。
CSIG 協(xié)議
CSIG協(xié)議在數(shù)據(jù)報文頭定義了兩個，以實現(xiàn)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中的端到端擁塞信號傳輸。
CSIG tag：一種L2協(xié)議，端節(jié)點和中轉(zhuǎn)設(shè)備參與。
CSIG reflection：一種靈活的L4+協(xié)議，只有端節(jié)點參與。
CSIG tag是CSIG規(guī)范的核心。它使端節(jié)點能夠請求感興趣的網(wǎng)絡(luò)信號，并使中轉(zhuǎn)設(shè)備能夠通過指定的數(shù)據(jù)報文頭向端節(jié)點提供這些信號。
然而，為了實現(xiàn)端到端的CSIG，CSIG tag可以與CSIG reflection協(xié)議結(jié)合使用，將感興趣的信號暴露給需要這些信號的相關(guān)端側(cè)節(jié)點或消費者。
下面描述CSIG tag和CSIG reflection的頭部格式，然后描述CSIG數(shù)據(jù)包的生命周期，概述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在CSIG環(huán)境中的不同角色，并說明了這兩種數(shù)據(jù)包頭部機制如何共同實現(xiàn)端到端信號傳輸。
CSIG tag格式
CSIG tag是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議第2層報文頭中固定大小的標簽。
下面顯示了CSIG tag在各種數(shù)據(jù)包封裝中的位置。它始終是第2層頭部的最后一個標簽。
ARPA：dstmac / srcmac / csig-tag / ethertype / payload
802.1q：dstmac / srcmac / vlan-tag / csig-tag / ethertype / payload
802.1ad：dstmac / srcmac / vlan-tag / vlan-tag / csig-tag / ethertype / payload
802.1ad隧道：dstmac / srcmac / vlan-tag / vlan-tag / vlan-tag / vlan-tag / csig-tag / ethertype / payload
802.1ae：dstmac / srcmac / security-tag / vlan-tag / csig-tag / ethertype / payload
因此，CSIG tag的放置/偏移與第3層及以上的頭部和有效負載無關(guān)。第2.5層的頭部，如MPLS，也放置在CSIG tag之后，不會影響其偏移。
CSIG tag有兩種變體：緊湊型和擴展型。每種變體都有一個專用的TPID代碼點，使設(shè)備能夠推斷使用的是哪種變體。每種變體都支持與生產(chǎn)部署相關(guān)的不同要求，并在解決方案空間中識別對比的權(quán)衡點。
緊湊型格式
從結(jié)構(gòu)上講，緊湊型的CSIG tag變體類似于單個VLAN標簽，而擴展型的CSIG tag變體類似于雙VLAN標簽。這種結(jié)構(gòu)的相似性是有意的，后面詳細說明原因。
CSIG（Compact Signal）標簽的緊湊格式如下所示，其中2B用于分配給CSIG tag協(xié)議ID（TPID），2B用于數(shù)據(jù)字段。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| TPID | T |R| S | LM |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|0-15| TPID : IEEE allocated Tag Protocol ID for 4 Byte CSIG tag
|16-18| T : Signal Type (0:min(ABW), 1: min(ABW/C), 2:max(PD))
|19| R : Reserved
|20-24| S : Signal Value: Bucketed (32 configurable buckets)
|25-31| LM : Locator Metadata of bottleneck device / port
擴展型格式
CSIG tag的擴展格式如下所示，其中2B用于分配給標簽協(xié)議ID（TPID），6B用于數(shù)據(jù)字段
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| TPID | LM |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| T | S | R |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|0-15| TPID : IEEE allocated Tag Protocol ID for 8 Byte CSIG tag
|16-31| LM : Locator Metadata of bottleneck device / port
|0-3| T : Signal Type (0:min(ABW), 1: min(ABW/C), 2:max(PD))
|4-23| S : Signal Value: Uniformly quantized
|24-31| R : Reserved for future use
CSIG tag字段
信號類型(Signal Type）
信號類型字段T: 在緊湊格式中為3位，在擴展格式中為4位，表示CSIG tag中攜帶的信號類型。端側(cè)主機設(shè)置信號類型T，并在每個感興趣的數(shù)據(jù)包上請求。緊湊格式支持最多8種信號類型，擴展格式支持最多16種信號類型。CSIG草案明確定義了三種信號：min（ABW），min（ABW/C）和max（PD）。其他編碼值保留用于將來的信號類型，并且可以在CSIG的將來版本中定義和使用。
min(ABW): min available bindwidth, 最小可用帶寬
min(ABW/C): min available bindwidth/Capacity，最小可用帶寬率
max(PD): max per-hop Delay， 最大每跳時延
一個數(shù)據(jù)報文最多只能攜帶一個擁塞信號。然而，終端主機可以通過在流的交替數(shù)據(jù)包或循環(huán)中請求不同的信號類型來獲取同一5元組流的多個信號。因此，終端主機不需要將單個流與特定的信號類型綁定，單個流可以獲得所有支持的CSIG信號。
信號值(Signal Value)
信號值字段S: 在緊湊格式中是5位，擴展格式中是20位，用于捕獲信號類型T指定的信號值。終端主機在請求的信號類型T旁邊設(shè)置初始的信號值S，網(wǎng)絡(luò)中的傳輸設(shè)備根據(jù)其計算的端到端信號修改S。例如，對于最小聚合的信號，終端主機將S的初始值設(shè)置為信號的最大允許值或其編碼的最大允許值，傳輸設(shè)備通過比較和替換來計算數(shù)據(jù)包路徑上各個設(shè)備的信號的最小。
在緊湊格式中，5位信號值與32個完全可配置的bucketing配對。每個bucketing都配置有（低值，高值）范圍。這個配置對于每個信號類型都是特定的，并且在信號類型之間可能有所不同。這樣可以根據(jù)每個信號類型的具體需求來定制信號值的表示形式。例如，在可用帶寬的典型用例中，對信號較低值（即，當ABW接近0時）具有更高的精度，而對信號較高值則精度設(shè)置低一些。這是因為較低的ABW值對應(yīng)用業(yè)務(wù)控制決策更有用。例如，知道路徑上有0 Gbps vs 1 Gbps可用帶寬，比知道路徑上有399 Gbps vs 400 Gbps可用帶寬，對決策更有用。
附錄A展示了如何定義該字段以提供這種非線性的值得范圍到bucketing的編碼。這種可配置的編碼允許使用較少的位數(shù)捕獲有更多有用的信號信息，這是緊湊CSIG格式的核心功能。
在擴展格式中，信號值均勻地量化為20位值。量化單位可以根據(jù)每種信號類型的最小和最大值進行配置，具體取決于需要用給定位數(shù)表示的最小和最大值。更高的位寬允許實現(xiàn)更細粒度的信號和更少的配置。20位足以用高精度表示一系列值。例如，使用 8Mbps 表示 min(ABW)，信號值字段可以表示最大為8Tbps的值。使用128ns的表示max(PD)，信號值字段可以表示最大為128ms的值。
關(guān)于特定信號量的更多討論在附錄A中。
信號量化/bucketing參數(shù)在計算信號的傳輸設(shè)備上直接配置。終端主機不需要明確地請求或協(xié)商這些參數(shù)。為了正確計算沿數(shù)據(jù)包路徑請求的信號，所有設(shè)備必須為每種信號類型配置相同的量化/bucketing參數(shù)。
定位元數(shù)據(jù)(locator Metadata)
locator metadata字段(LM, 定位元數(shù)據(jù))，在緊湊格式中是7位，在擴展格式中是16位， 可選。它捕獲與瓶頸端口或設(shè)備相關(guān)的元數(shù)據(jù)信息，其中瓶頸的概念針對各個信號類型而言。locator metadata可以包括與瓶頸有關(guān)的壓縮屬性，例如瓶頸端口的容量，數(shù)據(jù)中心拓撲中瓶頸設(shè)備的位置，瓶頸端口的方向-上行/下行。LM還可以包括瓶頸的擴展屬性（例如端口ID，TTL）。
本文提供了locator metadata可能攜帶的信息類型的建議，但不需要支持所有特定集合的元數(shù)據(jù)，具體取決于生產(chǎn)環(huán)境。
端側(cè)將LM初始化為默認值。不更新信號值S的傳輸設(shè)備不得更改該數(shù)據(jù)包上的LM。更新數(shù)據(jù)包上的S的傳輸設(shè)備必須更新數(shù)據(jù)包上的LM。
CSIG Reflection 格式
CSIG reflection使信號數(shù)據(jù)字段可以在需要進行遙測或控制的地方消費。這種機制特別適用于發(fā)送方驅(qū)動的/基于源的遙測和控制。對于接收方驅(qū)動的傳輸和控制，可能不需要CSIG reflection，因為CSIG tag上的信號在接收方上是可用的。
下面提供有關(guān)如何實現(xiàn)CSIG reflection的建議，并提供其實現(xiàn)部署的框架。
CSIG reflection報文頭與CSIG tag報文頭分開，解耦，其實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第4層或更高層。頭的位置和攜帶頭的數(shù)據(jù)包的選擇基于傳輸協(xié)議而定。例如，頭可以攜帶在接收方發(fā)送回發(fā)送方的TCP ACK包上。
注意，存在ACK合并、蹭ACK、選擇性確認（SACK）等問題可能會影響CSIG reflection的行為。更一般地說，前向和反向路徑數(shù)據(jù)包之間可能沒有一對一的映射。在傳輸層實現(xiàn)ACK合并的情況下，CSIG reflection頭應(yīng)反射已經(jīng)被確認的數(shù)據(jù)包中接收到的最新的CSIG tag數(shù)據(jù)字段，或者反映這些被確認的數(shù)據(jù)包中CSIG tag數(shù)據(jù)字段的總結(jié)。
值得注意的是，由于信號類型是以每個數(shù)據(jù)包為粒度，一個合并的ACK可能確認攜帶不同信號類型的多個數(shù)據(jù)包。在這種情況下，反射頭只能反射其中一個信號。發(fā)送方傳輸層應(yīng)該選擇數(shù)據(jù)包的信號類型，以確保它可以繼續(xù)接收到所有感興趣的信號。
CSIG reflection頭可以包含所有的CSIG數(shù)據(jù)字段，即緊湊版本為2Bits，擴展版本為6Bits。然而，如果消費者只對一部分信號或locator metadata感興趣，可以優(yōu)化頭部空間并只包含其中的一個子集。
CSIG reflection是一種僅限于終端主機的協(xié)議，傳輸設(shè)備不參與其中。因此，CSIG reflection頭可以集成到通過PSP或IPSec進行端到端加密的數(shù)據(jù)包的部分中。
下面討論了在不同傳輸方式的數(shù)據(jù)包頭中實施CSIG reflection的位置。
TCP中的反射
通常，TCP中的反射是通過TCP選項實現(xiàn)的?？梢酝ㄟ^一個新的TCP選項來實現(xiàn)CSIG reflection，該選項由唯一的標識符識別。
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Kind | Length | CSIG數(shù)據(jù)字段 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Kind：唯一編碼，用于識別TCP CSIG選項
Length：選項負載中攜帶的CSIG數(shù)據(jù)字段的長度（以字節(jié)為單位）
CSIG數(shù)據(jù)字段：從接收方反射到發(fā)送方的值
非TCP傳輸中的反射
QUIC和PonyExpress等多個傳輸協(xié)議構(gòu)建在UDP之上。可以通過在UDP載荷中包含CSIG數(shù)據(jù)字段來實現(xiàn)UDP的反射。對于單向的UDP流量，可能需要從接收方到發(fā)送方的反向連接來進行CSIG reflection。
以PonyExpress為例，它是一個在用戶空間主機網(wǎng)絡(luò)堆棧中實現(xiàn)的自定義傳輸。它支持一種靈活的第4層協(xié)議，隨著添加新功能而定期更改。CSIG reflection可以作為這個協(xié)議中的附加字節(jié)來實現(xiàn)。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Flags | CSIG數(shù)據(jù)字段 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
為了簡化操作并避免協(xié)商，CSIG reflection頭可以攜帶在所有數(shù)據(jù)包上，而不管它們是否啟用了CSIG。Flags字段中的Valid位可以設(shè)置為1，表示攜帶反射頭中的有效數(shù)據(jù)字段。在某些部署中，由于多種原因，協(xié)商是不可避免的。
CSIG 操作-報文生命周期
本節(jié)介紹CSIG操作的數(shù)據(jù)包生命周期。
下面描述CSIG的端到端操作，并通過一個數(shù)據(jù)包的生命周期進行詳細講解。假設(shè)路徑中的所有節(jié)點都支持CSIG，并省略了協(xié)商階段的細節(jié)。
Forward Path
--------------------------------------------------------->
<---------------------------------------------------------
Reverse Path
+------+ +-----+ +------+ +------+ +------+ +-----+ +------+
| Host +---+ ToR +---+ Aggr +--+ Core +--+ Aggr +--+ ToR +---+ Host |
+------+ +-----+ +------+ +------+ +------+ +-----+ +------+
C: 800G 100G 100G 100G 40G
ABW: 100G 95G 70G 90G 20G
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ABW/C: 12.5% 95% 70% 90% 50%
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D: 10us 3us 18us 5us 8us
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CSIG數(shù)據(jù)包的生命周期。下劃線表示對應(yīng)信號類型的正向路徑瓶頸
正向路徑
發(fā)送端主機首先構(gòu)造一個帶有CSIG標記的數(shù)據(jù)包，初始化的標記數(shù)據(jù)字段。傳輸層確定這些數(shù)據(jù)包的初始值，包括請求的信號類型和其他數(shù)據(jù)字段的默認值。每個中轉(zhuǎn)設(shè)備對CSIG標記執(zhí)行比較和替換操作，可以更新標記上的信號值和locator metadata字段。當數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，CSIG標記的數(shù)據(jù)字段會累積請求信號的聚合。
反向路徑
當帶有CSIG標記的數(shù)據(jù)包到達接收端主機時，CSIG標記中的數(shù)據(jù)字段被提取并傳遞到接收端的傳輸層。傳輸層將數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)字段存儲下來以進行反射，或者對這些字段進行匯總。它在從接收端到發(fā)送端的反向路徑上的數(shù)據(jù)包上反映這些數(shù)據(jù)字段，反射標頭在此過程中不變。發(fā)送端從傳入數(shù)據(jù)包的CSIG reflection標頭中提取CSIG數(shù)據(jù)字段，并將其傳遞給發(fā)送端的傳輸層以供應(yīng)用程序使用。因此，發(fā)送端的傳輸層在大約一個往返時間內(nèi)了解流的所需信號。
多個信號
傳輸層在使CSIG方面發(fā)揮著重要作用。盡管CSIG數(shù)據(jù)字段是通過數(shù)據(jù)包傳輸?shù)?，但測量結(jié)果最終與特定路徑的流/連接相關(guān)。如果發(fā)送方傳輸層希望為同一流獲取多個信號，它可以選擇每個數(shù)據(jù)包基于信號類型選擇信號（例如，按照循環(huán)方式在該流的數(shù)據(jù)包之間選擇），并在流的狀態(tài)變量中內(nèi)部跟蹤所有請求的信號。這種方法使發(fā)送方傳輸可以利用所有支持的CSIG信號，以用于擁塞控制、負載平衡和多路徑傳輸?shù)扔美?/p>
設(shè)備角色
CSIG有三個參與實體，每個實體都有自己的角色和責任來實現(xiàn)端到端的擁塞信號傳遞。
發(fā)送主機
發(fā)送方主機負責構(gòu)建與感興趣CSIG標記的數(shù)據(jù)包，并按照傳輸規(guī)范在每個數(shù)據(jù)包上初始化CSIG標記的數(shù)據(jù)字段，以及解析接收到的輸入數(shù)據(jù)包中的CSIG reflection頭部，并提取用于發(fā)送方傳輸/應(yīng)用程序的CSIG數(shù)據(jù)字段。只有發(fā)送方允許在數(shù)據(jù)包中插入CSIG標記。
轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備
中間節(jié)點負責計算和跟蹤每個端口和每個數(shù)據(jù)包的擁塞信號，如ABW和ABW/C，以及基于傳入數(shù)據(jù)包上的TPID編碼解析CSIG標記，以識別請求的信號類型，并根據(jù)請求的信號類型（最小/最大）對CSIG標記上的信號值和locator metadata字段進行比較和替換。
接收主機
接收方主機負責提取傳入數(shù)據(jù)包上的CSIG標記，并將數(shù)據(jù)字段暴露給傳輸層和/或接收驅(qū)動的應(yīng)用程序，以及在反向路徑上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包上的傳輸層插入和填充CSIG reflection頭部。
雙向流的主機角色
請注意，對于雙向流量，發(fā)送方和接收方針對流中的每個方向具體說明。對于主機A和B之間的雙向流動，[i] A扮演發(fā)送方角色，B扮演接收方角色，數(shù)據(jù)包從A到B傳輸，類似地，[ii] B扮演發(fā)送方角色，A扮演接收方角色，數(shù)據(jù)包從B到A傳輸。在這種情況下，從A到B傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包包含了既捕捉正向A->B路徑上擁塞信號的CSIG tag，又捕捉了反向B->A路徑的CSIG數(shù)據(jù)字段的CSIG reflection頭部。同樣，從B到A傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包不僅包含捕捉正向B->A路徑上擁塞信號的CSIG tag，還包含捕捉反向A->B路徑的CSIG數(shù)據(jù)字段的CSIG reflection頭部。
CSIG中的信號
如上所述，擁塞信號類型表示CSIG tag上每個數(shù)據(jù)包攜帶的擁塞信號類型。緊湊格式支持最多8種信號類型，擴展格式支持最多16種信號類型。在本節(jié)中，我們具體定義了三種信號，這些信號通過業(yè)務(wù)來驅(qū)動。
值得注意的是，未來擴展的信號是CSIG中的聚合函數(shù)，它們對于數(shù)據(jù)包路徑上的每跳或每端口信號進行聚合。使用典型的最大/最小聚合定義捕捉不同路徑瓶頸。然而，從結(jié)構(gòu)上看，該格式支持任意的讀、寫、修改操作，包括最大、最小、計數(shù)和求和等聚合操作，允許未來的用例利用這種結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)新的信號。
最小可用帶寬（min(ABW)）
最小可用帶寬（min(ABW)）捕捉了數(shù)據(jù)包路徑上所有端口的最小絕對可用帶寬（以bps為單位）?？捎脦捲诿總€設(shè)備的出口端口上定義。
ABW可以使用多種算法變體來計算，每一種算法變體對硬件或軟件實現(xiàn)復雜性、計算時間尺度和信號準確性都有影響。在其基本形式中，對于給定的出口端口p和時間間隔delta_t，可以如下計算ABW：
// delta_txbit is the number of bits that exited on the wire
utilization_bps[p] = (delta_txbit[p]) / delta_t;
// capacity_bps[p] captures the link speed of port p
abw_bps[p] = capacity_bps[p] - utilization_bps[p];
實現(xiàn)這些計算依賴于設(shè)備中至少以下一種功能：
基于計時器的計算：大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)ASIC都維護著硬件計數(shù)器，用于跟蹤每個出口端口的傳出比特數(shù)。為了計算可用帶寬，軟件或硬件中的周期計時器線程會觸發(fā)可用帶寬的計算和更新，時間間隔為delta_t，其中delta_t是一個可配置的參數(shù)。
每個數(shù)據(jù)包計算：在這種方法中，可用帶寬是在通過出口管道處理每個數(shù)據(jù)包時計算和更新的，通常在硬件中，例如使用指數(shù)加權(quán)移動平均（EWMA）估計，其中權(quán)重是可配置的。delta_t在這種方法中不是一個顯式的參數(shù)，而是通過EWMA權(quán)重隱式確定。變體，如折扣速率估算器（DRE）CONGA，使用了每個數(shù)據(jù)包的更新和基于計時器的方法的組合。
最小可用帶寬率（min(ABW/C)）
ABW/C表示給定鏈路上可用帶寬與鏈路容量的比例或百分比。min(ABW/C)捕捉數(shù)據(jù)包所經(jīng)過路徑上的鏈路利用率瓶頸。這個信號在鏈路速度不均勻的路徑中最相關(guān)，并與min(ABW)區(qū)別開來。min(ABW/C)等于max(U/C)，其中U是出口端口的利用率（以bps為單位），C是出口端口的容量（以bps為單位），ABW是出口端口的可用帶寬（以bps為單位）。
因此，
max(U/C) = max (1 - ABW/C) = 1 - min(ABW/C)
ABW/C可以通過以下方式從ABW計算得出：
abwc_frac[p] = abw_bps[p] / capacity_bps[p];
在具有異構(gòu)鏈路速度的路徑上，min(ABW)和min(ABW/C)瓶頸不一定是相同的端口。
min(ABW)和min(ABW/C)瓶頸有各自的值。
min(ABW)和min(ABW/C)共享以下要求：
算法要求：確保計算準確性和性能，并處理各種通信模式（峰值、持續(xù)、間歇）。
實時性：算法必須在合理時間范圍內(nèi)計算并更新ABW和ABW/C，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量和鏈路變化。
精度：算法必須以高精度計算和更新ABW和ABW/C，以提供準確的鏈路利用率信息。
可配置性：算法參數(shù)和策略必須可配置，以允許適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的具體需求和特性。
擴展性：算法必須具備擴展性，以處理大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和高速鏈路的計算需求。
有效性：算法必須在有限的計算和存儲資源下運行，以確保高效和可擴展性。
穩(wěn)定性：算法必須具備穩(wěn)定性，以在網(wǎng)絡(luò)波動和傳輸環(huán)境不穩(wěn)定的情況下提供準確的結(jié)果。
可行性：算法必須可行，無論是在現(xiàn)有硬件設(shè)備中實現(xiàn)還是在未來的硬件設(shè)備中實現(xiàn)。
為了支持CSIG中的min(ABW)或min(ABW/C)，設(shè)備應(yīng)支持具有可配置delta_t的原始ABW計算，還可以支持其他算法，例如EWMA或DRE。該要求能夠?qū)τ嬎憧捎脦挼臅r間尺度進行一致的解釋。這種一致的解釋允許端側(cè)根據(jù)這個時間尺度來調(diào)整其控制決策，例如與流的往返時間相關(guān)。
CSIG不對具體的deltat值設(shè)置嚴格要求，只要能夠配置以覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的RTT范圍即可，例如{10微秒，100微秒，1毫秒，10毫秒，100毫秒，1秒等}。盡管人們可能期望包路徑上的所有設(shè)備在相似的時間尺度上計算ABW，以提供一致的路徑寬度視圖，但CSIG并不會對一個數(shù)據(jù)包路徑中設(shè)備選擇的deltat參數(shù)的一致性設(shè)置嚴格要求。信號精度和時間尺度的選擇試具體使用情況而定，不受CSIG的強制約束。當CSIG上每個數(shù)據(jù)包攜帶的ABW或ABW/C在較短的時間尺度上時，端側(cè)可以使用流的數(shù)據(jù)包間EWMA來計算較長時間尺度上的ABW或ABW/C。當在出口端口上的流遍歷的RTT范圍較大時，ABW計算在出口端口上設(shè)置為固定的時間尺度，而在每個中轉(zhuǎn)設(shè)備上計算的ABW則可使用較長時間尺度，該技術(shù)就顯得有用[【注2】]。
計算ABW或ABW/C值必須進行壓縮以適應(yīng)CSIG tag上的可用信號值位。設(shè)備必須支持32個完全可配置的ABW bucket和ABW/C bucket以進行緊湊的CSIG，并支持可配置的量化因子以進行擴展的CSIG中的均勻量化。在數(shù)據(jù)包路徑上的所有設(shè)備必須使用相同的bucket/量化因子來正確計算沿路徑的min(ABW)或min(ABW/C)。附錄A提供了這些配置的示例。
每個中轉(zhuǎn)設(shè)備執(zhí)行比較和替換操作，即在通過bucket化/量化之后，如果數(shù)據(jù)包上的傳入ABW或ABW/C信號值高于設(shè)備對于數(shù)據(jù)包的出口端口計算的本地ABW或ABW/C值，則更新CSIG tag上的信號值?！咀?】。
注釋說明：注1：CSIG定義了對delta_t值的一致性要求，以保證在網(wǎng)絡(luò)中計算的ABW的一致性和可調(diào)性。注2：CSIG允許端側(cè)根據(jù)需要在不同的時間尺度上計算ABW，并支持不同時間尺度上的ABW之間的轉(zhuǎn)換。注3：最小化ABW或ABW/C可能會在擁塞點出發(fā)生。
min(ABW)和min(ABW/C)是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上具有低實現(xiàn)復雜性的明確信號。為了簡單起見，這些定義有意不區(qū)分可能共享出端口的QoS類別。對出端口上每個QoS類別的可用帶寬進行定義和有意義的解釋是很復雜的，因為它取決于與QoS相關(guān)的調(diào)度策略（嚴格優(yōu)先級/WRR/不足WRR）、緩沖區(qū)分割配置和其他策略（例如AQM）。這里將QoS為基礎(chǔ)的這些信號及其潛在用例作為未來的工作留下。
最大跳延遲(max(PD))
max(PD)是在數(shù)據(jù)包路徑中的所有跳躍中數(shù)據(jù)包經(jīng)歷的最大一跳延遲。一跳延遲PD（per-hop Delay）是數(shù)據(jù)包在設(shè)備管道中花費的時間。它可能包括鏈路層延遲，或者僅包括在轉(zhuǎn)發(fā)管道中觀察到的延遲。
與每個端口的ABW和ABW/C不同，PD是數(shù)據(jù)包粒度的。它包括數(shù)據(jù)包經(jīng)歷的PHY、MAC和交換機管道延遲。管道延遲是最相關(guān)的組成部分，因為它捕捉了與擁塞相關(guān)的排隊延遲。設(shè)備實現(xiàn)可以明確跟蹤每個數(shù)據(jù)包的入站和出站時間戳，并在管道的最后階段執(zhí)行差分。對這些階段的準確定義取決于設(shè)備的架構(gòu)。例如，某些設(shè)備可以利用現(xiàn)有的尾端時間戳支持來實現(xiàn)這一目的。
要求
算法要求
要支持CSIG中的max(PD)，設(shè)備應(yīng)該支持通過設(shè)備跟蹤每個數(shù)據(jù)包經(jīng)歷的延遲。
精度要求
希望在設(shè)備捕獲的數(shù)據(jù)包延遲組成部分之間有最小的間隔。然而，CSIG對要求支持的PD的準確性沒有設(shè)定嚴格要求。
分桶/量化要求
計算出的延遲值必須被壓縮以適應(yīng)CSIG tag上可用的信號值位。設(shè)備必須支持32個完全可配置的延遲桶以適應(yīng)緊湊的CSIG，并支持可配置的量化以進行擴展的CSIG中的均勻量化。沿著數(shù)據(jù)包路徑的所有設(shè)備必須配置相同的桶/量子，以正確計算沿路徑的max(PD)。
每個中轉(zhuǎn)設(shè)備都執(zhí)行比較和替換操作，即如果數(shù)據(jù)包上的傳入延遲信號值高于設(shè)備對數(shù)據(jù)包的本地計算延遲值（在桶化/量化后），則更新CSIG tag上的信號值。
例如：
// 如果當前跳是瓶頸，更新數(shù)據(jù)包上的信號值
pkt->csig_tag->pd = min(pkt->csig_tag->pd, device->pkt->pd)
QoS要求
數(shù)據(jù)包在設(shè)備上經(jīng)歷的延遲是一個具有特定QoS的信號。這是因為數(shù)據(jù)包在通過設(shè)備的流水線時會受到QoS策略的影響，包括優(yōu)先級設(shè)置、調(diào)度和緩沖。例如，高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包的延遲可能比低優(yōu)先級數(shù)據(jù)包小。因此，對于數(shù)據(jù)包的延遲測量應(yīng)包括應(yīng)用QoS策略的流水線中的各個組成部分。
Locator metadata實現(xiàn)
locator metadata（LM）記錄了有關(guān)瓶頸設(shè)備或端口的信息。在本節(jié)中，我們討論支持CSIG中的LM的需求，并推薦一些常用的屬性。
CSIG并不對LM內(nèi)部格式（即如何將各個屬性組織在可用的LM位之間）設(shè)置嚴格要求。然而，該LM內(nèi)部格式必須在部署域中的設(shè)備之間保持一致，以便終端主機可以一致地解釋這些位?？梢葬槍γ總€信號類型設(shè)置LM格式。
設(shè)備應(yīng)支持配置每個端口的LM值，以便將其寫入CSIG tag。設(shè)備還可以根據(jù)信號類型提供更細粒度的LM配置能力。設(shè)備更新了信號值，則CSIG數(shù)據(jù)包必須使用與端口和信號類型對應(yīng)的LM進行更新。
屬性
locator metadata屬性可以設(shè)計為捕獲業(yè)務(wù)場景所需的精度，以便確定網(wǎng)絡(luò)瓶頸。屬性可以被編碼，以適應(yīng)在CSIG中可用的有限數(shù)量的LM位。
我們將屬性列表分為緊湊屬性和擴展屬性。緊湊屬性是由緊湊型CSIG中可用的有限位數(shù)的LM限制，僅捕捉有關(guān)瓶頸的必要的基本信息，以滿足使用場景需求，即用于通知控制決策或遙測。擴展屬性提供關(guān)于瓶頸的更高精度的信息，幫助直接確定瓶頸設(shè)備或端口。擴展屬性通常需要更多位，因此更適合擴展型CSIG。
下面列出了屬性的示例。
緊湊屬性：
鏈路容量：瓶頸鏈路的容量。在典型部署中，鏈路速度是一個小的集合，可以使用<= 5位進行編碼。
瓶頸鏈路位置：瓶頸設(shè)備/端口所在的拓撲位置（或階段）。例如，在一個5層閉合拓撲中，設(shè)備的位置可以使用3位進行編碼。
鏈路方向：端口在網(wǎng)絡(luò)拓撲中的方向。例如，使用三個類別 - 上行鏈路、下行鏈路和側(cè)鏈路 - 可以使用2位進行編碼。
擴展屬性：
端口ID：為部署域中的每個端口編碼一個唯一的標識符。
設(shè)備ID：為部署域中的每個設(shè)備編碼一個唯一的標識符。
TTL（生存時間）：捕捉瓶頸設(shè)備上的數(shù)據(jù)包的TTL值（Time to Live，指的是數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中允許存在的最長跳數(shù)），使用8位表示。終端主機可以使用此屬性推斷數(shù)據(jù)包瓶頸節(jié)點在多少跳。
LM屬性和編碼方案最終是有業(yè)務(wù)場景與部署決定。CSIG支持靈活的LM規(guī)范，以適應(yīng)各種需求和未來應(yīng)用。
實現(xiàn)CSIG的增量部署
大多數(shù)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)的，管理網(wǎng)絡(luò)中有不同代際設(shè)備。
在描述增量部署之前，我們引入了CSIG剝離的概念，這是在異構(gòu)環(huán)境中部署CSIG的基礎(chǔ)行動原語。
支持CSIG的設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包之前必須能夠刪除CSIG tag。設(shè)備必須可以在每個出口端口上配置CSIG剝離。如果配置了端口剝離CSIG，則在該端口上出口的所有帶有CSIG tag的數(shù)據(jù)包在轉(zhuǎn)發(fā)之前必須移除該標簽。
在接下來的幾節(jié)中，我們將描述如何通過此功能實現(xiàn)增量部署。
CSIG支持級別
首先，我們根據(jù)設(shè)備的CSIG支持級別將設(shè)備分為三個簡化的類別。在接下來的幾節(jié)中，我們將描述CSIG如何與每個設(shè)備類別進行互操作。請注意，支持級別取決于標簽的放置位置以及使用緊湊型還是擴展型CSIG tag格式。
丟棄
此類設(shè)備不能識別或解析帶有CSIG tag的數(shù)據(jù)包。如果接收到此類數(shù)據(jù)包，它們將被簡單地丟棄。
透傳
此類設(shè)備能夠識別和解析帶有CSIG tag的數(shù)據(jù)包，并且可以透明地轉(zhuǎn)發(fā)帶有標簽的數(shù)據(jù)包或經(jīng)過剝離標簽后的數(shù)據(jù)包到相鄰設(shè)備（在中轉(zhuǎn)設(shè)備的情況下）或到端側(cè)主機傳輸層（在端側(cè)主機的情況下）。然而，它們不支持更新標簽上的CSIG數(shù)據(jù)字段。
一些本地不支持CSIG的設(shè)備可以根據(jù)可配置的TPID支持CSIG的透傳模式。
完全支持
此類設(shè)備支持完整的CSIG協(xié)議，包括識別、解析、轉(zhuǎn)發(fā)、剝離標簽、信號計算和標簽上的信號更新。然而，可能只支持一部分信號類型。
軟件輔助支持
值得注意的是，在一些本地不支持CSIG的設(shè)備中，可以重用用于VLAN標簽處理的資源，以使用軟件和硬件能力組合來支持某些信號類型的CSIG。我們將這種支持級別稱為軟件輔助支持。
本地支持
本地支持CSIG的設(shè)備明確配備了實現(xiàn)CSIG協(xié)議所需的硬件能力。
CSIG域是一個部署域，其中所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對CSIG都具有完全支持或透傳支持能力。
在既有部署中的互操作性
在本節(jié)中，我們首先定義了在既有部署中的CSIG互操作性的要求。然后，我們考慮了在上一節(jié)描述的支持級別的設(shè)備，并描述了如何配置這些設(shè)備以實現(xiàn)互操作性。需要注意的是，以下描述分別適用于緊湊型和擴展型的CSIG tag。
互操作性的要求
轉(zhuǎn)發(fā)：最基本的要求是網(wǎng)絡(luò)中不能因為設(shè)備不支持CSIG而丟棄帶有CSIG tag的數(shù)據(jù)包。這意味著帶有CSIG tag的數(shù)據(jù)包不能到達丟棄設(shè)備，或者在到達此類設(shè)備之前必須去除其CSIG tag。
協(xié)商：端口/流量應(yīng)當確保路徑（包括端側(cè)和中轉(zhuǎn)設(shè)備）具有CSIG功能，然后才能在數(shù)據(jù)包上啟用CSIG標記。丟棄類別的設(shè)備不應(yīng)要求任何更改以實現(xiàn)協(xié)商。這個要求是為了確保端到端的CSIG操作中數(shù)據(jù)字段的正確性，并與傳統(tǒng)設(shè)備或軟件棧進行互操作。
轉(zhuǎn)發(fā)
為了實現(xiàn)CSIG的轉(zhuǎn)發(fā)互操作性要求，可以進行CSIG tag去除，如下所示：
當與給定出口端口連接的鄰近設(shè)備是一個Discard設(shè)備且不能解析CSIG數(shù)據(jù)包時，必須配置該出口端口以剝離傳出數(shù)據(jù)包上的標簽，以確保該數(shù)據(jù)包在下游不會被丟棄。
當設(shè)備僅支持Pass-through或不支持CSIG數(shù)據(jù)包上請求的信號類型時，可以配置該設(shè)備上的出口端口以剝離傳出數(shù)據(jù)包上的標簽，以確保CSIG不攜帶不準確的信息。在某些情況下，如果在某些跳點上丟失捕獲信號是可接受的，在Pass-through設(shè)備上可以保持帶有CSIG tag的數(shù)據(jù)包的傳遞。
在CSIG域的邊界上，連接到CSIG域外設(shè)備的設(shè)備端口必須剝離標簽，以確保離開域的數(shù)據(jù)包不包含CSIG tag。只有連接到CSIG域內(nèi)設(shè)備的出口端口應(yīng)該在傳出數(shù)據(jù)包上保留CSIG tag。
CSIG數(shù)據(jù)包和非CSIG數(shù)據(jù)包可以在褐色地帶環(huán)境中一起使用。這個要求意味著端側(cè)主機必須能夠發(fā)送和接收CSIG數(shù)據(jù)包和非CSIG數(shù)據(jù)包。在發(fā)送主機上標記為CSIG tag的數(shù)據(jù)包可能在接收主機上沒有標簽。此外，緊湊型CSIG和擴展型CSIG數(shù)據(jù)包可以在同一網(wǎng)絡(luò)上一起使用。
協(xié)商
支持發(fā)送和接收CSIG標記數(shù)據(jù)包可能需要對中轉(zhuǎn)設(shè)備和端側(cè)主機進行軟件和/或硬件更改。在許多部署中，特別是那些需要硬件升級以支持CSIG（如交換機或網(wǎng)卡支持）的部署中，由于各種原因，版本落后者在很長一段時間內(nèi)仍然存在，與這樣的落后者實現(xiàn)互操作性是一個關(guān)鍵要求。如果不進行CSIG功能的協(xié)商，則不符合CSIG規(guī)范的設(shè)備可能會丟棄CSIG數(shù)據(jù)包。協(xié)商路徑的CSIG能力對于確保CSIG協(xié)議在褐色部署中安全地端到端運行至關(guān)重要。
如果端側(cè)主機具有Pass-through CSIG支持甚至更高，中轉(zhuǎn)設(shè)備具有完全的CSIG支持（本地支持或軟件輔助），則認為該路徑具備CSIG能力。在網(wǎng)絡(luò)流上發(fā)送帶有CSIG tag的數(shù)據(jù)包之前，端側(cè)主機必須協(xié)商路徑的CSIG能力。我們討論了一種協(xié)商路徑CSIG能力的方法，其中包括兩個部分：協(xié)商中轉(zhuǎn)設(shè)備支持和協(xié)商端側(cè)主機支持。
中轉(zhuǎn)設(shè)備支持協(xié)商
在本節(jié)中，我們描述了一種簡單的方法，用于與具有CSIG剝離的中轉(zhuǎn)設(shè)備進行CSIG支持的協(xié)商。
CSIG剝離可以通過在數(shù)據(jù)包路徑上的設(shè)備或之前從數(shù)據(jù)包頭中刪除CSIG標記來隱式實現(xiàn)協(xié)商。如果接收端主機收到帶有CSIG標記的數(shù)據(jù)包，則表示所有位于數(shù)據(jù)包路徑上的設(shè)備，包括中轉(zhuǎn)設(shè)備和端側(cè)主機，都具有所需的CSIG支持。如果接收端主機收到?jīng)]有CSIG標記的數(shù)據(jù)包，則表示一個或多個設(shè)備不具有所需的CSIG支持，或者發(fā)送端在一開始就沒有對數(shù)據(jù)包進行標記?？梢酝ㄟ^空/無效的CSIG reflection 報頭將此提示隱式報告給發(fā)送方，發(fā)送方可以確定數(shù)據(jù)包路徑是否具備CSIG功能。
這種方法假設(shè)每個設(shè)備都知道其相鄰設(shè)備中的CSIG支持級別，對于典型的私有SDN網(wǎng)絡(luò)，通過配置是可行的。在沒有集中化的情況下，可以定義諸如新的LLDP TLV之類的機制來廣播設(shè)備上的CSIG，包括緊湊型與擴展型CSIG標記支持、支持的信號類型、透傳與完全支持等。
端側(cè)主機支持協(xié)商
發(fā)送端主機可能需要與遠程端主機進行顯式協(xié)商，以確保遠程主機的主機網(wǎng)絡(luò)堆棧具有所需的CSIG支持級別。理想情況下，這種顯式的CSIG協(xié)商應(yīng)該在初始連接握手期間或之前執(zhí)行，在此之后在連接建立后啟用/禁用數(shù)據(jù)包上的CSIG。還可能需要明確協(xié)商傳輸中是否使用CSIG Reflection，與路徑CSIG能力的協(xié)商單獨進行。例如，在TCP中，需要協(xié)商使用CSIG Reflection TCP選項。關(guān)于這種協(xié)商方案的詳細信息，我們將在將來擴展協(xié)議時討論。
通過軟件后向兼容
沒有本地CSIG支持的中轉(zhuǎn)設(shè)備可以通過軟件輔助方法參與CSIG協(xié)議。這允許試驗部署在不必升級網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備硬件的情況下享受CSIG的增量好處。
由于緊湊型和擴展型CSIG標記結(jié)構(gòu)上類似于單VLAN標記和雙VLAN標記，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中的VLAN資源可以被重新用于支持CSIG更新。更具體地說，VLAN標記的可配置TPID可以被用來將CSIG標記視為VLAN標記，并且可以利用設(shè)備中的VLAN匹配/操作資源來支持更新標記中的CSIG數(shù)據(jù)字段。
軟件代理周期計算：對于諸如ABW和ABW/C之類的信號，可以在中轉(zhuǎn)設(shè)備的CPU上運行軟件代理，根據(jù)硬件計數(shù)器定期計算這些信號，并在數(shù)據(jù)平面中編程VLAN匹配/操作規(guī)則，根據(jù)計算得到的信號更新CSIG數(shù)據(jù)字段。由于匹配/操作規(guī)則在數(shù)據(jù)平面中，CSIG數(shù)據(jù)包可以以線速率處理，無需CPU參與。但是匹配/操作規(guī)則本身可以通過軟件代理以較慢的速率進行更新。
Compact CSIG旨在在常見的可用VLAN資源的限制下實現(xiàn)軟件輔助的向后兼容性。通過軟件實現(xiàn)向后兼容性是Compact CSIG設(shè)計的基本功能。
需要注意的是，在軟件代理中可能無法跟蹤每個數(shù)據(jù)包的信號類型，比如跳延遲（hop delay）。但是，如果希望對這些信號類型進行軟件輔助支持，可以通過可用的硬件計數(shù)器和寄存器（如延遲直方圖）實現(xiàn)信號的近似。
Greenfield 部署
在Greenfield部署中，CSIG域中的所有設(shè)備都原生支持CSIG協(xié)議。Expanded CSIG旨在利用Greenfield部署，其中不需要向后兼容性、協(xié)商和互操作性。它通過更高的信號位寬和locator metadata，提供了比Compact CSIG更好的信號精度。Expanded CSIG還可以支持多達16種信號類型。
Greenfield CSIG域中的設(shè)備必須支持在域邊界處剝離CSIG以確保CSIG數(shù)據(jù)包不離開域。
設(shè)計原則
CSIG的設(shè)計選擇是根據(jù)端到端的視角來制定的，關(guān)注應(yīng)用程序的重要性，并在簡單性和實用性方面做出權(quán)衡。在本節(jié)中，我們討論了CSIG設(shè)計的理論基礎(chǔ)以及它相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢。
為什么選擇在鏈路層？
CSIG選擇在第2層封裝CSIG tag，第2層的CSIG tag偏移不受第3層及以上層的頭部和負載的影響，這意味著只需要支持一小組標簽位置偏移來讀取和更新頭部。這使得CSIG的設(shè)備實現(xiàn)更簡單。相比之下，在第3層或更高層實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)測量方案需要支持大量的數(shù)據(jù)包格式，因為該集合會隨著每一層的格式/封裝的交叉乘積而增長。這種復雜性迫使設(shè)備實現(xiàn)僅能支持一小部分數(shù)據(jù)包格式/封裝，阻礙了這些方案的采用和部署。與之相比，CSIG標記更容易支持和部署，因為它位于第2層，并且盡管第3層及以上層存在不同的格式/封裝，但具有固定的偏移。
選擇第2層還使得與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的隧道和加密更簡單兼容，這在數(shù)據(jù)中心部署中很常見。
CSIG標記與PSP加密包和IPSec加密包兼容，其中第4層頭部和有效負載可以被加密。
CSIG標記通過第3層隧道傳輸，例如IP-in-IP、VxLAN、Geneve，在固定的偏移量處位于數(shù)據(jù)包頭部。這樣可以避免在封裝和解封裝數(shù)據(jù)包時需要復制和重新定位CSIG標記的需求，如果在第3層或更高層實施，這將是必要的。
CSIG標記被放置在第2層頭部堆棧的最后一個頭部，以確保與第2層和第2.5層隧道域的兼容性。CSIG標記在MACSec和其他第2層封裝中的放置位置在第4.1節(jié)的表中顯示。
大多數(shù)帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測方案不具備向后兼容性。然而，CSIG標記與VLAN標記的結(jié)構(gòu)相似性使得其與許多沒有原生CSIG支持的設(shè)備具備向后兼容性。這使得部署能夠在不需要升級其網(wǎng)絡(luò)硬件的情況下享受CSIG的好處。
此外，由于擴展的CSIG限制為8B，即雙VLAN標記的大小，因此在讀取和處理第3層及以上層的頭部時，設(shè)備需要的數(shù)據(jù)包解析深度不受影響。
總之，選擇第2層作為CSIG標記的關(guān)鍵部分是CSIG簡單高效的重要組成部分，因為它保持了設(shè)備實現(xiàn)的簡單性，同時支持多種封裝和向后兼容性。
CSIG tag與reflection分離
CSIG的設(shè)計將CSIG標記和CSIG reflection頭部分為不同的層。這種解耦使得端側(cè)主機能夠開發(fā)不同的針對特定傳輸?shù)腃SIG reflection實現(xiàn)，同時共享底層的CSIG標記機制。這意味著中轉(zhuǎn)設(shè)備的行為不會受到CSIG reflection創(chuàng)新的影響。
此外，這種解耦還能夠分別跟蹤正向和反向路徑的瓶頸。這很重要，因為擁塞控制算法通常只對正向路徑上的擁塞做出反應(yīng)，而不對反向路徑上的擁塞做出反應(yīng)。相比之下，將信令和反射混合到同一個頭部的帶內(nèi)方案不提供正向和反向路徑之間的區(qū)分。
報文頭固定大小
CSIG的固定大小頭部在具有4k或9k MTU的數(shù)據(jù)包中所占的帶寬開銷不到0.2%。這意味著不需要分片或增加MTU大小來支持多個擁塞信號。此外，包括CSIG標記和反射頭部對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的包每秒傳輸率(PPS)的性能影響較小。
低開銷使得可以在所有實時數(shù)據(jù)包、顯式探針包或抽樣數(shù)據(jù)包上啟用CSIG。這是一個重要的能力，因為它允許直接量化數(shù)據(jù)包本身所經(jīng)歷的瓶頸，而不是依賴于探針。然而，對于需要這種可見性的部署來說，利用探針或抽樣數(shù)據(jù)包上的CSIG仍然是一種選擇。
CSIG的設(shè)計旨在執(zhí)行比較和替換（或更一般地進行讀取-修改-寫入以供將來的擴展），帶有固定大小的標頭。因此，與在每個跳躍點追加信息的方案不同，CSIG不受網(wǎng)絡(luò)路徑中跳數(shù)（即網(wǎng)絡(luò)直徑）的限制。
信號設(shè)計
CSIG的信號設(shè)計側(cè)重于簡單的、由用例驅(qū)動的聚合信號。
CSIG允許單個數(shù)據(jù)包只攜帶一個擁塞信號。為了在最終主機上獲取多個信號，它利用了最終主機可以在流的多個數(shù)據(jù)包中請求不同類型信號的事實。相比之下，其他方案往往會在每個數(shù)據(jù)包上負載大量信息，包括有關(guān)多個信號的元數(shù)據(jù)，這可能會限制功能。此外，CSIG標記的格式也是可擴展的，這意味著它可以適應(yīng)未來的額外信號類型和locator metadata，而不損害CSIG設(shè)計的優(yōu)勢。
緊湊CSIG設(shè)計的一個獨特特點是能夠完全配置信號值bucketing，從而以有限的位數(shù)實現(xiàn)高效的信號表示。例如，編碼可以調(diào)整為在對應(yīng)用程序更重要的值范圍上提供更大的細粒度，在對應(yīng)用程序不太重要的范圍上提供更低的細粒度。同樣，locator metadata可以通過攜帶與應(yīng)用程序相關(guān)的少量壓縮的網(wǎng)絡(luò)瓶頸屬性位來高效表示。而擴展CSIG則使用統(tǒng)一的信號量化以獲得更高的精度，并提供更大的位寬來定義信號和locator metadata，從而提供更靈活性。
用戶場景
CSIG的業(yè)務(wù)場景包括擁塞控制、流量管理和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試等。在CSIG出現(xiàn)之前，這些場景通常使用端到端測量的信號（例如丟包率和延遲）或來自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的帶外信號（例如端口利用率）。CSIG通過增加顯式的帶內(nèi)測量，提供了性能、效率和調(diào)試能力的提升。
在此文檔中，我們介紹了第5節(jié)中定義的三個信號的用例。信號的核心是對瓶頸的定義。隨著時間的推移，我們認為會出現(xiàn)其他信號定義，這些信號將定義一個鏈路瓶頸，例如鏈路上的最大共享流數(shù)。對于這些新信號，locator metadata可以繼續(xù)提供關(guān)于鏈路瓶頸的屬性，例如端口容量。
擁塞控制
CCA（Congestion Control Algorithms）可以以至少兩種不同的方式利用CSIG信號。首先，現(xiàn)有的CCA可以使用CSIG值來解決端到端信號的盲區(qū)，如丟包、延遲和傳遞速率。因為大多數(shù)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)都部署了一些形式的端到端擁塞控制，包括Swift和BBR。第二種使用CSIG的方式設(shè)計完全新的擁塞控制算法，這些算法以CSIG作為其主要信號。下面我們重點討論第一類情況。
端到端CCA有多種形式，為了簡單起見，我們以Swift CC作為基準來描述用例。Swift是一種基于延遲的擁塞控制，它使用由網(wǎng)卡硬件時間戳進行準確的往返時間（RTT）測量。這些信號可以應(yīng)用于其他CCA，不限于Swift。
在無丟包網(wǎng)絡(luò)和使用分組散布的網(wǎng)絡(luò)中利用CSIG進行擁塞控制的解釋和應(yīng)用是未來研究的課題。
使用端到端擁塞控制中的最大每跳延遲
Swift中使用的端到端RTT測量包括流路徑上所有跳躍的排隊延遲，包括正向和反向路徑。使用集中延遲信號的一個結(jié)果是，流在回應(yīng)可能無法直接控制的延遲時會減小發(fā)送速率。此外，在流的路徑上可能存在多個擁塞鏈路的部署中，希望按照沿流路徑的最大每跳延遲max（PD）調(diào)節(jié)流的發(fā)送速率。將端到端測量的延遲替換為瓶頸延遲的Swift方程式如下：
// 當瓶頸跳躍延遲超過所選目標延遲時減小擁塞窗口
如果（max（PD）>目標延遲）則
md = beta *（max（PD） -目標延遲）/ max（PD）
cwnd =（1- md）* cwnd
Poseidon是文獻中提出的一種擁塞控制算法，它通過減小擁塞窗口中的最大每跳延遲來減小其擁塞控制響應(yīng)。通過在擁塞控制響應(yīng)中增加瓶頸信息，POSEIDON流在存在反向路徑擁塞和跨多個網(wǎng)絡(luò)跳躍擁塞時實現(xiàn)更高的流量吞吐量。[POSEIDON]中的算法1詳細介紹了在增加和減少擁塞窗口時使用最大每跳延遲的方法。
使用端到端擁塞控制中的最大鏈路利用率
端到端擁塞控制使用啟發(fā)式算法確定擁塞窗口的增加量，例如在Swift的情況下，當測量的往返時間低于目標延遲時，Swift按每個往返時間增加一次擁塞窗口。BBR通過測量的傳輸速率的函數(shù)來增加速率。
這些啟發(fā)式方法的問題在于它們無法完全正確地進行速率或窗口調(diào)整，要么過低要么過高。速率過低意味著即使瓶頸鏈路利用率低，傳輸仍然需要更長的時間才能完成，而過高則會導致不必要的排隊延遲和丟包。
在下面的例子中，我們將最大利用率信號集成到Swift的擁塞窗口更新公式中，以便在瓶頸鏈路利用率低的情況下更快地自適應(yīng)增加。擁塞窗口的演變?nèi)缦滤荆?/p>
// 根據(jù)利用率余量比例增加擁塞窗口
if (rtt < target_rtt) then
fcwnd <-- fcwnd + additive_increment
+ kLambda . fcwnd . (1 - max(U/C))
例如，Swift中固定的加性增量(rate<--rate+AdditiveIncrement)意味著使用400 Mbps的加性增量，需要200個RTT才能獲得80 Gbps的帶寬。而使用瓶頸鏈路利用率的CSIG則只需要不到10個RTT就可以安全地增加到80 Gbps。
另外，E2E CC使用啟發(fā)式方法確定新建立連接的初始傳輸速率。過慢的初始速率會導致傳輸時間過長，同時浪費可用帶寬，而過快的初始速率會引起隊列延遲和丟包。對于已經(jīng)空閑了多個往返時間的連接開始的傳輸，也存在同樣的困境。
當我們事先知道多路復用的程度較低，即在任何時刻只有少數(shù)幾個流共存于鏈路上時，傳輸開始后立即利用瓶頸帶寬可以快速完成傳輸。這對于傳輸在出現(xiàn)隊列溢出時也能快速恢復任何丟失的數(shù)據(jù)包的傳輸特別有幫助。
以一個空的200Gbps網(wǎng)絡(luò)為例，一個單一的傳輸可以在第二個RTT內(nèi)完全使用200Gbps的帶寬，因為第一個RTT中的CSIG反饋表明瓶頸鏈路上有200Gbps的可用帶寬。
CSIG的min(ABW)瓶頸帶寬允許傳輸以線速率安全啟動。
CSIG通過攜帶瓶頸鏈路信號和瓶頸locator metadata來編碼每個流的路徑信息。這個路徑級別的信息是直接從應(yīng)用數(shù)據(jù)包中獲取的，而不是通過合成探測進行的，并且可以直接歸屬于該流，對于流量工程和應(yīng)用性能調(diào)試非常有價值。
在負載均衡和多路徑工作中，CSIG傳遞了與流相關(guān)的瓶頸鏈路信號和瓶頸locator metadata，以實現(xiàn)路由決策和流量均衡。
數(shù)據(jù)中心的拓撲結(jié)構(gòu)采用多樣化的路徑連接任意的源目的地對。傳輸使用的技術(shù)包括保護性負載平衡（PLB）和多路徑（RFC8684），以在多條路徑上分散流量。傳輸中的負載平衡和多路徑使用端到端信號和啟發(fā)式算法來選擇使用哪些路徑以及在每個路徑中傳輸多少流量。
利用沿著多樣化路徑的瓶頸鏈路的CSIG信號，負載平衡和多路徑方案可以選擇低擁塞的高質(zhì)量路徑，并以擁塞感知的方式在它們之間分散流量。
locator metadata還可以用于區(qū)分擁塞和核心網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而調(diào)整負載平衡/多路徑動作。例如，通過瓶頸和鏈路方向?qū)傩?，可以確定最后一跳是否是瓶頸。當最后一跳是瓶頸時，流級別的負載平衡/多路徑動作可能無效，并且實際上可能會加劇incasts（擁塞峰值）。這種情況下，可能需要應(yīng)用層負載平衡或作業(yè)調(diào)度技術(shù)來分發(fā)流量。但是，當已知擁塞存在于核心網(wǎng)絡(luò)時，流級別的負載平衡/多路徑動作可以繞過擁塞區(qū)域，并提高性能。
流量工程通過在源目的地對之間劃分合適帶寬的路徑。數(shù)據(jù)中心內(nèi)的例子包括數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)互連層（DCNI）。CSIG可以提供細粒度的路徑級別信息，包括短時尺度的突發(fā)擁塞，以供流量工程系統(tǒng)使用。通過對空間和時間上跨流量進行匯總的CSIG信號，流量工程可以在數(shù)據(jù)中心級別選擇路徑和平衡流量，以適應(yīng)突發(fā)流量，如機器學習。
應(yīng)用程序通常抱怨網(wǎng)絡(luò)速度慢，但很難確定造成問題的具體網(wǎng)絡(luò)段。特別是對于規(guī)模較大的數(shù)據(jù)中心，其中的流量可以經(jīng)過多達九跳節(jié)點。對于具有數(shù)千個流量和各種源目的地對的應(yīng)用程序而言，找出瓶頸所在以及路徑在何種時間尺度上構(gòu)成瓶頸就像在海量數(shù)據(jù)中尋找針一樣困難。
針對應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)流量，具有瓶頸定位器的CSIG信息可以快速準確地回答為什么流量慢和網(wǎng)絡(luò)/路徑瓶頸在哪里。
還可以在類似于PINGMESH的網(wǎng)狀探測器系統(tǒng)上啟用CSIG，以在任意兩個服務(wù)器之間的端到端探測測量中增加鏈路瓶頸信息，以幫助故障排除。
關(guān)于安全性的考慮
只有可信的發(fā)送者主機才能構(gòu)造、初始化和向經(jīng)授權(quán)的流中插入CSIG tag。根據(jù)部署情況，授權(quán)可以在網(wǎng)絡(luò)適配器或交換機上進行，類似于防火墻規(guī)則?？梢栽谟蜻吔缣幨褂肅SIG剝離作為圍欄規(guī)則，以確保未經(jīng)授權(quán)的CSIG tag不會穿越這些邊界傳播。
私有網(wǎng)絡(luò)中的惡意或損壞的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能會插入任意的CSIG值，或者在中轉(zhuǎn)節(jié)點的數(shù)據(jù)包中插入CSIG tag。我們期望有檢查機制來識別和排除私有網(wǎng)絡(luò)中的非功能性或惡意網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因為它們可能比傳播具有誤導性的CSIG值更具有危害性。
結(jié)論
隨著對數(shù)據(jù)中心敏感于延遲和帶寬使用的應(yīng)用程序的部署增加，例如AI/ML/HPC工作負載和基于RDMA的應(yīng)用程序，在動態(tài)變化的流量模式下，僅依賴端到端信號是不夠的。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向終端主機提供簡單而及時的信號可以增強和優(yōu)化終端主機傳輸，充分利用數(shù)據(jù)中心的帶寬。CSIG是一種在網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)擁塞信息的簡單、實用和可部署的協(xié)議，它建立在先前工作的成功方面基礎(chǔ)上，并以擁塞控制、流量管理和網(wǎng)絡(luò)調(diào)試等使用案例為基礎(chǔ)。
附錄A
CSIG信號編碼示例，以下表格演示了一個 3 位信號值的編碼示例。請注意，這僅是一個示例。對于特定部署而言，對于不同用例，
其編碼是特定于情景的。請注意，CSIG 標簽支持緊湊格式和擴展格式中 5 位（20 位）信號值大小。
值 min(ABW/C) min(ABW) max(PD)
0x0 0%-1% 0-1Gbps 0-10us
0x1 1%-5% 1-5Gbps 10-50us
0x2 5%-10% 5-10Gbps 50-100us
0x3 10%-20% 10-20Gbps 100-200us
0x4 20%-50% 20-50Gbps 200-400us
0x5 50%-75% 50-75Gbps 400-800us
0x6 75%-90% 75-90Gbps 800-2000us
0x7 90%-100% >90 Gbps >2000us
術(shù)語
ABW：可用帶寬
AQM：主動隊列管理
CCA：擁塞控制算法
Connection / Flow：一個5個元組的傳輸連接，例如TCP連接
CSIG：擁塞信號
CSIG data fields：CSIG tag中的字段，不包括TPID
CSIG packets：包含CSIG tag和可選的CSIG reflection頭的數(shù)據(jù)包
CSIG-capable path：如果路徑上的所有中轉(zhuǎn)設(shè)備都支持CSIG協(xié)議，并且終端主機至少支持CSIG數(shù)據(jù)包的中轉(zhuǎn)，則該路徑被稱為CSIG-capable
CSIG-tagged packets：包含CSIG tag的數(shù)據(jù)包
CSIG-domain：安全網(wǎng)絡(luò)部署域，其中域中的所有設(shè)備都具有完全的CSIG支持或通過CSIG支持通過?{.pilcrow}
PD: 每跳延遲
E2E: 端到端
IPSec: Internet協(xié)議安全
MTU: 最大傳輸單元
MSS: 最大段大小
NIC: 網(wǎng)絡(luò)接口卡
Packet Path: 給定數(shù)據(jù)包的逐端口網(wǎng)絡(luò)路徑，指定為一系列設(shè)備接口?{.pilcrow}
PSP: PSP安全協(xié)議
TPID: 標簽協(xié)議ID
TE: 流量工程
Transit device: 在CSIG數(shù)據(jù)包路徑中的任何交換機、路由器或中間盒?{.pilcrow}
WRR: 加權(quán)輪詢
