數(shù)據(jù)中心混合流量下?lián)砣刂撇呗匝芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2020-11-02 13:52
為了滿足人們對(duì)高性能計(jì)算日益增長(zhǎng)的需求,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模呈現(xiàn)快速增長(zhǎng),單個(gè)數(shù)據(jù)中心可容納著成千上萬(wàn)的服務(wù)器,這些服務(wù)器進(jìn)行著高效的數(shù)據(jù)處理及高速的數(shù)據(jù)傳輸。隨著數(shù)據(jù)中心承載業(yè)務(wù)量的增加,注入數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng),瓶頸鏈路上由于無(wú)法處理過(guò)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生擁塞,出現(xiàn)吞吐崩潰。尤其是在線業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧魍瓿蓵r(shí)間提出了限制,過(guò)長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間將大大降低用戶體驗(yàn),從而降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商收益�，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)具有高吞吐(40Gbps)及超低時(shí)延(每跳小于10us),并保證低CPU開(kāi)銷。然而標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP棧無(wú)法很好地滿足數(shù)據(jù)中心的高帶寬和低時(shí)延的需求。本文對(duì)數(shù)據(jù)中心的擁塞監(jiān)測(cè)進(jìn)行了研究,詳細(xì)分析了基于隊(duì)列與基于時(shí)延的擁塞衡量標(biāo)準(zhǔn)及其模型。其次,總結(jié)了數(shù)據(jù)中心擁塞控制的研究現(xiàn)狀,根據(jù)目標(biāo)不同,分別介紹了優(yōu)化流完成時(shí)間的擁塞控制方案和解決incast問(wèn)題的擁塞控制方案,進(jìn)行了優(yōu)劣分析。低流完成時(shí)間和高網(wǎng)絡(luò)利用率是未來(lái)數(shù)據(jù)中心的性能指標(biāo)和設(shè)計(jì)訴求,本文從降低分組排隊(duì)時(shí)延和減少分組丟棄的角度提出兩種高效的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)擁塞控制策略。排隊(duì)時(shí)延是流完成時(shí)間的重要組成部分,而基于隊(duì)列的擁塞控制方案對(duì)時(shí)延并不敏感,無(wú)法有效監(jiān)測(cè)或限制分組排隊(duì)時(shí)延,造成不理想的流完成時(shí)間性能。針對(duì)此問(wèn)題,本文提出一種基于分組排隊(duì)時(shí)延的擁塞控制策略QDCN(Queue Delay based Congestion Notification),直接對(duì)分組排隊(duì)時(shí)延及其變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和限制,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化進(jìn)行快速響應(yīng)。另外,基于分組排隊(duì)時(shí)延的計(jì)算,結(jié)合出隊(duì)列標(biāo)記技術(shù),使得網(wǎng)絡(luò)擁塞信號(hào)得到加速傳輸,進(jìn)一步緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況。仿真結(jié)果顯示,該擁塞控制策略在一定條件下可有效降低15%的流完成時(shí)間。在credit調(diào)度方案中,發(fā)送方終止接收方credit分組產(chǎn)生的方式會(huì)浪費(fèi)大量的credit分組,而這些credit分組會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)鏈路用率降低。針對(duì)此問(wèn)題,本文提出了一種基于credit主動(dòng)終止的擁塞控制策略ECS(End-to-end Credit Scheduled Congestion Control),通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)送端數(shù)據(jù)流的傳輸狀況,本文建立預(yù)測(cè)模型對(duì)未來(lái)發(fā)送端數(shù)據(jù)流截止時(shí)刻及所需要的credit分組進(jìn)行預(yù)測(cè),接收端將credit分組發(fā)送數(shù)目增加到某一合理水平并主動(dòng)停止credit流發(fā)送。這樣,在保證網(wǎng)絡(luò)需求得到滿足的情況下,credit分組的浪費(fèi)率被盡可能的降低。仿真結(jié)果顯示,該擁塞控制策略有效減少credit分組浪費(fèi)率;在高流量負(fù)載的情況下,小流流完成時(shí)間可以改善約25%。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP308
【部分圖文】：
第二章 擁塞控制策略研究在擁塞控制研究領(lǐng)域越來(lái)越受到重視，但由于受到測(cè)量技選擇了端到端時(shí)延、平均分組排隊(duì)時(shí)延、瞬時(shí)分組排隊(duì)時(shí)節(jié)分別給出端到端時(shí)延、平均分組排隊(duì)時(shí)延、瞬時(shí)分組排式。到端時(shí)延 RTTa Mittal 等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了 RTT 信號(hào)可以反映分組在網(wǎng)此提出一種基于 RTT 的擁塞控制機(jī)制 TIMELY (Trment of LatencY)[31]。TIMELY 利用 RTT 的變化預(yù)測(cè)某條通過(guò)調(diào)整發(fā)送速率進(jìn)行擁塞避免，從而保證分組低時(shí)延、
容納的數(shù)據(jù)包數(shù)量最多為往返延時(shí)帶寬積 SAB 中，每輪注入的數(shù)據(jù)包數(shù)量不會(huì)高于口值小于一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，SAB 會(huì)等比例減ent Size)，因此 SAB 極少丟包。N入了流級(jí)別的流控協(xié)議 DCQCN(Datacente流控機(jī)制，僅要求數(shù)據(jù)中心交換機(jī)支持標(biāo)準(zhǔn)獲取公平性，高鏈路利用率，保證低隊(duì)列累積 上完成，并在微軟數(shù)據(jù)中心部署。(反應(yīng)節(jié)點(diǎn)(RP))算法，交換機(jī)(擁塞節(jié)點(diǎn)(CP分，下面詳細(xì)描述各部分的算法。 相同。在輸出隊(duì)列，當(dāng)隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)門限圖 2.3 所示，標(biāo)記采用 RED 的分組標(biāo)記算擬 DCTCP，此處設(shè)置min max maxK K K , P
第三章 基于排隊(duì)時(shí)延的擁塞控制策略設(shè)計(jì)對(duì)比；第二部分為 random packet scatter 路由下 QDCN 與 DCQ。ECMP 下的性能對(duì)比分析采用均勻流量模式，分別測(cè)試了 ECMP 下 QDCN 與 DCQCN測(cè)試結(jié)果截取仿真開(kāi)始 0.5s 之后的數(shù)據(jù)，并且設(shè)置了 5% ~ 9針對(duì)大流、小流、整體流的流完成時(shí)間的仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。、圖 3.6、圖 3.7 依次為大流完成時(shí)間最小值、最大值、平均值況。
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條
1 謝佩博;數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年
本文編號(hào)：2867132
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2867132.html
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP308
【部分圖文】：
第二章 擁塞控制策略研究在擁塞控制研究領(lǐng)域越來(lái)越受到重視，但由于受到測(cè)量技選擇了端到端時(shí)延、平均分組排隊(duì)時(shí)延、瞬時(shí)分組排隊(duì)時(shí)節(jié)分別給出端到端時(shí)延、平均分組排隊(duì)時(shí)延、瞬時(shí)分組排式。到端時(shí)延 RTTa Mittal 等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了 RTT 信號(hào)可以反映分組在網(wǎng)此提出一種基于 RTT 的擁塞控制機(jī)制 TIMELY (Trment of LatencY)[31]。TIMELY 利用 RTT 的變化預(yù)測(cè)某條通過(guò)調(diào)整發(fā)送速率進(jìn)行擁塞避免，從而保證分組低時(shí)延、
容納的數(shù)據(jù)包數(shù)量最多為往返延時(shí)帶寬積 SAB 中，每輪注入的數(shù)據(jù)包數(shù)量不會(huì)高于口值小于一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，SAB 會(huì)等比例減ent Size)，因此 SAB 極少丟包。N入了流級(jí)別的流控協(xié)議 DCQCN(Datacente流控機(jī)制，僅要求數(shù)據(jù)中心交換機(jī)支持標(biāo)準(zhǔn)獲取公平性，高鏈路利用率，保證低隊(duì)列累積 上完成，并在微軟數(shù)據(jù)中心部署。(反應(yīng)節(jié)點(diǎn)(RP))算法，交換機(jī)(擁塞節(jié)點(diǎn)(CP分，下面詳細(xì)描述各部分的算法。 相同。在輸出隊(duì)列，當(dāng)隊(duì)列長(zhǎng)度超過(guò)門限圖 2.3 所示，標(biāo)記采用 RED 的分組標(biāo)記算擬 DCTCP，此處設(shè)置min max maxK K K , P
第三章 基于排隊(duì)時(shí)延的擁塞控制策略設(shè)計(jì)對(duì)比；第二部分為 random packet scatter 路由下 QDCN 與 DCQ。ECMP 下的性能對(duì)比分析采用均勻流量模式，分別測(cè)試了 ECMP 下 QDCN 與 DCQCN測(cè)試結(jié)果截取仿真開(kāi)始 0.5s 之后的數(shù)據(jù)，并且設(shè)置了 5% ~ 9針對(duì)大流、小流、整體流的流完成時(shí)間的仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。、圖 3.6、圖 3.7 依次為大流完成時(shí)間最小值、最大值、平均值況。
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條
1 謝佩博;數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年
本文編號(hào)：2867132
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