拥塞反馈与多路径的端点控制环

多路径能够把一次通信分散到更多链路，拥塞控制决定这些链路上允许保留多少未完成工作。两者共享 ACK、时延、ECN 和路径标识，却调节不同变量：窗口或速率控制总注入量，路径选择改变注入位置，接收端反馈限制目标资源的消耗速度。Falcon 与 MRC 都将这些机制放进端点，具体组织方式反映了各自对路径状态、可编程性和接收资源的选择。S039 pp. 15–17, 82–85 S040 pp. 54–63

先定位排队，再决定调整哪个窗口#

一次 ACK 变慢可能来自交换机排队、目标 NIC 堵塞，也可能来自 ACK 合并。Falcon 用四个时间戳拆分这些部分：T1 为请求接近线速发送的位置，T2 为远端包交付层接收位置，T3 为 ACK 接近线速发送的位置，T4 为本端接收 ACK 的位置。由此计算总 RTT 和扣掉远端驻留时间后的 fabric delay：S039 pp. 83–84

远端合并 ACK 时带上最近一个收到包的 T1、T2，使减去的 T3−T2 与对应样本匹配。若两端时钟已经同步，还能使用 T2−T1 和 T4−T3 观察正反向单程延迟。实现精度依赖时间戳靠近线路、时间戳点到线路之间没有显著排队等条件；包中的相关时间戳字段以 131.072ns 为单位。S039 pp. 38, 83–85

Falcon 把控制拆为 fcwnd 与 ncwnd。fcwnd 根据网络时延限制可靠包在 Fabric 中的数量，ncwnd 根据远端 NIC 的接收资源压力限制新事务请求。目标端分别统计接收 packet pool 和 buffer pool 的 EMA 占用，将其量化后取压力较高者反馈。Pull Request 与 Push Data 同时受 fabric 和 NIC 两道门控；返回的 Pull Data 只受 fabric 窗口约束。请求和响应采用不同门控，给完成已有事务所需的返回数据留下进展空间。S039 pp. 65–68, 85–88

这也解释了 receiver-driven feedback、credit 与 cwnd 的具体分工。Falcon 的 ULP credit 限制本地事务资源使用，ncwnd 调节远端新请求压力，fcwnd 控制网络在途包；链路上的 PFC/CBFC 则在另一层保护接收缓冲。跨层分析时，把每个计数器对应到资源持有人，才能确定背压最终停在哪里。S039 pp. 48–53, 65–68 S043 pp. 12–15

窗口、速率和反馈频率共同形成控制环#

Swift 对低于目标时延的连接增加 fcwnd，超过目标时延后按超出程度乘性减少，并以 RTT 时间标记限制连续减窗。目标时延含基础项、按窗口规模变化的项和按正向跳数变化的项。ncwnd 通过接收占用反馈独立增减。fcwnd 大于等于 1 时，硬件限制整数部分对应的在途包；小于 1 时保留一个在途包，并用 Timing Wheel 插入发包间隔，表示低于每 RTT 一包的平均发送率。S039 pp. 85–90

这类控制需要明确计算与执行的时序。Falcon 将测量和限速留在近线硬件，将算法放在独立的 Rate Update Engine。数据通路通过事件队列提交 ACK、NACK、重传及相关状态，RUE 回传窗口、包间隔、RTO、路径标签与权重。RUE 可以用硬件实现，也可以运行在 NIC 内嵌处理器；算法迭代由这组接口承接。S039 pp. 82, 96–103

ACK 频率和 RUE 计算负载同样参与反馈延迟。小窗口连接需要更密集的 ACK，带宽较大的连接可以降低 ACK 密度；ar_rate 用指数 N 表示每 2^N 个包请求一次显式 ACK，端点另有全局 ACK 限速。RUE 事件策略还要考虑上次事件距今时间，以及其后累计确认的字节或包数，避免大量小操作占满算法处理能力。设计一个更快的减窗公式，只有与及时的采样、入队和执行相配合才有实际效果。S039 pp. 17–18, 96–103

交换机也可以提供比二值 ECN 更丰富的观测。Falcon 1.1 支持紧凑的 4B CSIG L2 tag，由交换机按线速比较和替换操作记录瓶颈拥塞信息，接收端再通过 ACK/NACK 将其反射到发送端。多路径时，最新 CSIG 状态按路径保存，RUE 选择请求的信号类型并处理返回数据，使交换机信号生成和端点控制算法能够分别演进。S039 pp. 16–17, 101–103

这条反馈路径增加了一项部署条件：端点协商 CSIG 能力之后，还要确认包路径上的交换机能够端到端识别 CSIG。Falcon 的连接协商负责两端能力，Fabric 的支持由网络配置保证。因此，路径切换和维护改变经过的设备集合时，也需要重新核对信号可用性，保持控制环输入的含义一致。S039 p. 17

MRC 用 SACK 时钟联动网络与接收端#

MRC 采用发送侧、窗口型、SACK 驱动的 NSCC。RTT 是排队的滞后信号，ECN 是拥塞的前导信号：ECN 未置位且请求 RTT 低于目标时进行比例增加；ECN 未置位而 RTT 偏高时采用公平增加；ECN 置位且 RTT 偏高时乘性减少；ECN 已置位而该包 RTT 仍低时保持窗口。规格还允许采用 trim 通知、已实现 goodput 和 receiver window penalty 等附加信号。S040 p. 54

MRC 的在途量按字节计数。发送端采用 UDP length 加固定 40B nominal header 的名义包长递增 inflight，接收端以同一口径统计已收字节，并按 256B 单位累计回传。累计计数让丢失或合并 SACK 后的下一次反馈仍能推进 ACK 时钟；比较和差值需要处理模回卷，忽略乱序返回的陈旧计数。S040 pp. 57–59

接收端压力通过 7 位 rcv_cwnd_pen 反馈，值域为 0–127。0 表示不施加惩罚，64 持续一个 RTT 可将各发送端窗口减半，127 将发送压到每 RTT 一包的最小窗口；restore_cwnd 决定压力结束后是否恢复原窗口。MPR 则约束接收端能够跟踪的 PSN 跨度，动态 MPR 缩小时，即使网络窗口仍有空间，也要等待相关包重新进入允许范围。两个机制分别保护处理速率和包跟踪资源。S040 pp. 37–43

发送调度由 QPCC 与 QP 状态机衔接。QP 有数据但窗口尚不允许发送时处于 ACTIVE，可发送时进入 READY；数据已发完但仍等确认时处于 PENDING，全部结束后进入 IDLE。调度器只从 READY 选择。最终发包前再调用 GetSendParams 获取 EV 与端口，因为排队期间到达的 SACK/NACK 仍可能改变最佳路径。S040 pp. 55–59

逻辑路径标识要能对应到反馈#

Falcon 的多路径连接最多组织四条逻辑路径，每条用一个 20 位 Flow Label，低 2 位固定为 path-id。RUE 为各路径计算 fcwnd，再汇总成连接级窗口，并以每路 4 位权重驱动硬件 WRR。接收端为各路径保留时间戳、跳数、拥塞元数据和 ACK 合并状态；EACK 的确认位图则覆盖整个连接上从所有路径收到的包。这让确认前缀可以共同前进，同时保留控制环需要的逐路径归因。S039 pp. 63, 66, 69, 89, 103

逻辑 path-id 与实际网络路径之间还留有重新选择空间。重传保持原包的 PSN 与 path-id，Flow Label 其余位可以变化。早期重传按同一 path-id 比较乱序距离，降低正常跨路径时延差造成的误判。PLB 则统计一段 RTT 内拥塞 ACK 的比例，并在连续多个 RTT 达到条件后重新选择标签，处理持续热点。并发使用多条路径与为持续拥塞路径重新寻路，由这两组状态分别完成。S039 pp. 16, 69–71, 91–93

MRC 的 EV Profile 可以容纳更一般的路径候选集合。GOOD 属于可用集合，SKIP 表示近期拥塞后的暂时跳过，ASSUMED_BAD 表示检测到不可达，DENIED 由管理面禁用。SACK 反射请求 EV 和拥塞标记，普通 TRIM NACK 也可触发 SKIP；探测和超时帮助识别坏路径并判断何时恢复。S040 pp. 61–64

原图中，先看 GOOD 到 SKIP 的拥塞反馈，再看 GOOD 到 ASSUMED_BAD 的失效判断；左侧 DENY 的管理动作与底部、顶部自动恢复路径分别由不同主体驱动。这种区分决定维护时临时下线路径会不会被自动探测提前重新启用。

原图：S040，物理第 62 页，Figure 5；图内 DENY 对应表格中的 DENIED 状态。

编码方式决定可控性和运维代价#

依据：S040 pp. 60–68 S039 pp. 66, 69–71。

Structured EV 在 IPv6 下由 Flow Label 的低 16 位与 UDP source port 的 16 位组成 32 位字段，按预配置拆成不同网络阶段使用的子域。它把寻路控制向端点推进，也把端点配置与交换机解析契约绑定起来。SRv6 进一步用 uSID 描述路径，NIC 要处理封装与解封装，并兼容外层 SRv6 保留或已经被移除的接收形态。S040 pp. 60–68

候选 EV 数量也受反馈时效限制。MRC 的实现指导建议活跃集合大致在一到两个拥塞窗口的包数范围，集合超过约 100 后收益快速减小。其原因是集合越大，同一路径越久才得到再次采样，发送端越难及时确认拥塞是否消退。这是用于配置和实验的指导值，实际集合应与负载窗口、链路数量和故障分布共同选择。S040 p. 73

用一条 incast 路径检查控制环是否闭合#

设多个发送端同时写向一个接收端。交换机开始标记 ECN，MRC 将相应 EV 暂时跳过并调整发送窗口；若目标处理速率仍跟不上，接收端提高 window penalty；若位图资源不足，MPR 或相应资源 NACK 限制在途跨度。Falcon 中，同类压力分别体现为逐路径 fabric delay 与远端 buffer occupancy，再由 fcwnd、ncwnd 及 ULP 动态背压阈值作用于不同入口。S040 pp. 37–43, 54–63 S039 pp. 52–53, 65–68, 83–89

这个工程推演给出三项联动观察：网络队列下降后，目标 NIC 的资源是否继续积压；窗口恢复后，发送端是否仍困在旧 EV 状态；数据量下降时，ACK 或探测是否还足以驱动恢复。只记录总吞吐会掩盖其中任一处滞留。可靠传输解释了这些资源的确认与释放边界，Fabric 运维进一步把窗口、路径和队列信号连接到故障处置；Scale-up Ethernet说明单跳信用流控方案为何采用另一组状态成本。