在传统的 TCP 网络中，当网络发生拥塞时，路由器会直接丢弃（Drop）数据包。发送端通过检测到丢包（超时或重复ACK）来推断网络发生了拥塞，从而降低发送速率。这是一种隐式的、通过“丢包”来传递的拥塞信号。
ECN 则是一种“显式”的拥塞通知机制，它的目标是避免丢包、减少延迟。【详情参见 ……】

我们知道，ECN的拥塞信号需要一个完整的往返时间才能到达发送端，这个延迟在高速或长距离网络中会成为性能瓶颈。

发送端发送数据 -> 路由器标记 -> 接收端接收 -> 接收端发送ACK -> 发送端处理ACK

什么是FastECN？

FastECN（或常被称为基于AI的ECN，如AI-ECN）是一种用于智算中心高性能无损网络的智能拥塞控制技术。它通过人工智能算法动态调整显式拥塞通知（ECN）的门限，以在实现零丢包的同时，保障网络的低时延和高吞吐量，从而满足AI大模型训练等场景对网络性能的苛刻要求。

FastECN的工作原理

FastECN解决了传统ECN机制中拥塞通知延迟过高的问题，它通过让网络设备（如交换机、路由器）直接向发送端发送拥塞信号，避免了接收端中转的延迟（主要应用于对延迟极其敏感的数据中心等网络环境）。

FastECN 在 ECN 的基础上增加了一种新的反馈机制

1、数据包标记（与ECN相同）

发送端发出支持 ECN 的数据包（IP 头中 ECN 字段设置为 10 或 01，即 ECT(0) 或 ECT(1)）。当网络设备发生拥塞时，它会将数据包的 ECN 字段标记为 CE (11)。

2、生成并发送拥塞通知包 (CNP – Congestion Notification Packet)

这是 FastECN 的关键创新。检测到拥塞的网络设备（或与其相连的智能网卡）自己会生成一个特殊的控制包，即 CNP。这个 CNP 是一个非常小的数据包（通常只有几十字节），其中CNP包含以下关键信息：

• 拥塞流的信息：例如，被标记的数据包的 五元组（源/目的 IP、源/目的端口、协议）的一部分，用于标识哪个流经历了拥塞。
• 拥塞程度信息（可选）：例如，该数据包被标记时的队列长度，可以提供更精细的拥塞控制。

3、直接反馈。

网络设备会直接通过网络将这个 CNP 发送回该数据流的源发送端。这个过程是立即的、直接的，不再需要经过接收端。

4、发送端立即反应。

发送端收到 CNP 后，立即执行拥塞控制算法，降低发送速率。因为 CNP 是直接从拥塞点发回的，其延迟远低于通过接收端再返回的 ACK 路径。

FastECN 的核心优势在于它让网络设备直接向发送端发送拥塞通知包（CNP），绕过了接收端中转，避免了至少一个 RTT 的延迟，这使得发送端能够即时地对拥塞做出反应，从而更高效地抑制队列增长、避免丢包，维持高吞吐量与低延迟；同时，CNP 中还可携带诸如队列深度等丰富的拥塞信息，为发送端实施更精细、高效的拥塞控制算法提供了基础。

相较ECN，FastECN都做了哪些升级？

FastECN 的思想（以及类似的技术，如 Intel 的 DCQCN）是现代数据中心RDMA（远程直接数据存取）技术的基石。RDMA 要求极低的延迟和零丢包，传统 ECN 的延迟无法满足要求，而 FastECN 机制正好解决了这个问题。

DCQCN 和 FastECN

数据中心网络中，DCQCN和 FastECN都是RDMA网络常用的拥塞控制机制，它们都旨在实现低延迟、高吞吐和无损传输，但设计理念和实现方式有显著差异，可以从运维、行业特性及业务需求等来选择流量控制和拥塞管理方案。