数据中心网络中延时敏感的传输控制协议
结题报告
批准号:
61502049
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张娇
依托单位:
学科分类:
F0207.计算机网络
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡文博、汪硕、杨潇、谢俊峰、张歌、李呈、张晨
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中文摘要
随着云业务的迅猛发展,其背后支撑的物理基础设施数据中心吸引了工业界和学术界的广泛关注。当前大部分数据中心采用水平扩展的方式连接大量廉价的交换设备和服务器来支持大规模数据存储和计算,服务器之间需要频繁的通信来协作完成任务,所以数据中心网络通信延时成为影响用户体验的一个重要因素。而由于数据中心网络在拓扑、流量等方面独特的特性,传统网络中工作良好的传输控制协议在数据中心网络中遇到了很多挑战,显著增加了业务完成时间。本课题首先提出一种集散式传输控制协议框架,并基于将网内缓冲池从网络容量中去除的基本理念设计了零排队延时的拥塞窗口分配算法;然后提出基于漏桶算法的包延迟机制解决高并发流模式下的网络拥塞问题;在此基础上将拥塞窗口算法根据流截止时间进行扩展,保障流级别的完成时间需求;最后,通过集中式确定任务的全局优先级标识,并配合分布式的流延时保障机制,减小任务完成时间。
英文摘要
With the proliferation of cloud services, data center, the physical infrastructure of supporting cloud computing, attracts much attention from both industry and academia. Most of current data centers employ the scale-out model to connect a large number of cheap switches and servers and thus support large-scale data storage and computing. Frequent communication between servers is required to concurrently complete a job. Thus, the performance of data center networking poses a great impact on the user experience of cloud services. However, due to the special characteristics of data center networks in terms of topology, traffic and so on, traditional transport control protocol faces great challenges and causes severe performance degradation of cloud services. This proposal firstly proposes a semi-centralized transport control protocol framework, and presents a zero-queuing congestion control mechanism by excluding the in-network buffers from the network capacity. Then a packet delay algorithm is proposed to avoid network congestion with high concurrent flows based on the leaky bucket algorithm. Subsequently, the congestion control algorithm is extended according to flow deadlines to guarantee flow-level deadline requirements. Finally, task completion time is reduced by centrally determining the task global prioritization ID and cooperating with the distributed flow-level deadline guarantee mechanism.
数据中心是支撑云计算和互联网在线应用的重要基础设施,而传统传输控制协议不能很好的适应数据中心网络的拓扑和流量等特征,性能遇到了严重坍塌。因此,结合数据中心网络典型特征以及现有传输控制协议缺陷,提出了延时敏感的传输控制协议,取得的主要研究成果包括:1)重新审视TCP管道模型,提出快收敛、零排队延时的基于令牌的传输控制协议。2)认识到数据中心网络中拥塞窗口主要取决于交换机缓存大小,基于此,提出基于交换机缓存分配的延时保障的传输控制协议。3)发现Coflow的宽度属性与字节总量有一定关系,基于此,提出了多属性的信息无感知的Coflow延时优化机制。在IEEE Transactions on Networking、IEEE Transactions on Computer、IEEE INFOCOM、USENIX EuroSys等高水平期刊和会议上发表论文15篇(SCI 6篇,EI 9篇),其中第一作者/通讯作者13篇。项目负责人入选中国科协青年人才托举工程,获中国通信学会技术发明奖一等奖(第7完成人)。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A Survey of Coflow Scheduling Schemes for Data Center Networks
数据中心网络Coflow调度方案综述
DOI:10.1109/mcom.2017.1700267
发表时间:2018-01
期刊:IEEE Communications Magazine
影响因子:11.2
作者:Shuo Wang;Jiao Zhang;Tao Huang;Jiang Liu;Tian Pan;Yunjie Liu
通讯作者:Yunjie Liu
Load Balancing in Data Center Networks: A Survey
数据中心网络中的负载平衡:调查
DOI:10.1109/comst.2018.2816042
发表时间:2018-03
期刊:IEEE Communications Surveys & Tutorials
影响因子:35.6
作者:Jiao Zhang;F. Richard Yu;Shuo Wang;Tao Huang;Zengyi Liu;Yunjie Liu
通讯作者:Yunjie Liu
Guaranteeing Delay of Live Virtual Machine Migration by Determining and Provisioning Appropriate Bandwidth
通过确定和配置适当的带宽来保证实时虚拟机迁移的延迟
DOI:10.1109/tc.2015.2500560
发表时间:2016-09
期刊:IEEE Transactions on Computers
影响因子:3.7
作者:Jiao Zhang;Fengyuan Ren;Ran Shu;Tao Huang;Yunjie Liu
通讯作者:Yunjie Liu
Enabling Efficient Service Function Chaining by Integrating NFV and SDN: Architecture, Challenges and Opportunities
通过集成 NFV 和 SDN 实现高效的服务功能链:架构、挑战和机遇
DOI:10.1109/mnet.2018.1700467
发表时间:2018-08
期刊:IEEE Network
影响因子:9.3
作者:Jiao Zhang;Zenan Wang;Ma Ningning;Tao Huang;Yunjie Liu
通讯作者:Yunjie Liu
Flow Distribution-aware Load Balancing for the Datacenter
数据中心的流量分布感知负载平衡
DOI:10.1016/j.comcom.2017.03.005
发表时间:2017-07
期刊:Elsevier Computer Communications
影响因子:--
作者:Shuo Wang;Jiao Zhang;Tao Huang;Tian Pan;Jiang Liu;Yunjie Liu
通讯作者:Yunjie Liu
数据中心网络中时空结合的低时延流量调度机制
  • 批准号:
    61872401
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张娇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金