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基于MPTCP的數(shù)據(jù)中心緩存阻塞問題研究

發(fā)布時間:2021-08-17 22:21
  數(shù)據(jù)中心中存在豐富的鏈路資源,從源端到目的端往往有不止一條的可用路徑。在數(shù)據(jù)中心中應用多路徑傳輸控制協(xié)議(MultiPathTCP,MPTCP),不僅可以充分利用網(wǎng)絡資源,還可以實現(xiàn)很好的負載均衡。但是,多路徑傳輸不可避免地會存在亂序問題,嚴重時會導致緩存阻塞。數(shù)據(jù)中心中嚴重的亂序問題往往是由超時重傳導致。如果可以有效地減緩超時重傳,就能減少緩存阻塞,從而提升網(wǎng)絡的傳輸性能,F(xiàn)有的重傳機制對于超時重傳的反應,往往是滯后的,也即,這些機制只有在超時重傳已經(jīng)觸發(fā)的情況下才會作用,而這種情況下不可避免地要產生緩存阻塞,進而導致網(wǎng)絡吞吐量嚴重下降。本論文提出了一種積極的緩存阻塞避免機制(proactive buffer block avoid,PBBA):當MPTCP發(fā)送端懷疑一條子流上出現(xiàn)了可能的丟包且擁塞窗口有剩余時及時地重傳數(shù)據(jù)包。該機制可以盡可能少地觸發(fā)超時重傳,在超時重傳還沒有發(fā)生時,不增加網(wǎng)絡擁塞的情況下,及時地重傳可疑的丟包,從而減輕緩存阻塞現(xiàn)象,提升網(wǎng)絡傳輸性能。論文通過NS2下的網(wǎng)絡仿真驗證了PBBA機制的有效性。 

【文章來源】:北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】:64 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

基于MPTCP的數(shù)據(jù)中心緩存阻塞問題研究


圖2-2?MPTCP在協(xié)議棧中的位置??MPTCP協(xié)議桟如圖2-2所示:應用層通過通用的API接口與層交互,??

報文頭,字段,子類型,報文


由于TCP協(xié)議在當前網(wǎng)絡中廣泛部署,MPTCP協(xié)議基于當前TCP報文頭??部的option選項字段做具體實現(xiàn),以保證其對于TCP協(xié)議的兼容性。具體的??MPTCP報文頭部字段如圖2-3所示,kind域指明該報文是一個MPTCP協(xié)議報??文,而Subtype域則說明該報文是何種類型的MPTCP報文,比如:MP_CAPABLE、??A?Ver?IHL?ToS?Total?Length??Identification?Flags?Offset??IP?TTL?Protocol?Checksum??Source?IP?Address??v?Destination?IP?Address??k?Source?Port?Destination?Port??Sequence?Number??Acknowledgement?Number??THL?Reserved?Flags?Window??TCP?Checksum?Urgent?Pointer??r???—?_?—?-?一—?-v.一?_?K,??I??'?Options?J?'??\??、、?Payload?、、??、?\??-JL?'?I?、??^?、??、?\??%?%??N?\??\?MPTCP?Option?、、、??圓_?圓.???????圓i??Kind?Length?Subtype??Subtype-specific?Data?(Variable?Length)??圖2-3?MPTCP報文頭部字段??MP_JOIN、DSS、ADD_ADDR等,MPT

過程圖,子類型,連接建立,字段


圖2-4?MPTCP選項子類型??MPTCP通過三次握手階段,TCP選項字段協(xié)商來建立連接,連接建立過程??如圖2-5所示。在SYN包中MP_CAPABLE選項表明源端支持MPTCP,如果目??的端也支持MPTCP,其將在返回的SYN+ACK報文中也包含MP_CAPABLE字??段,之后,源端在返回的ACK中再次包含MP_CAPABLE選項,以確認源端和??目的端將使用MPTCP協(xié)議進行通信。??_(_?SYN?t??^MP_CAPABL£.?keyy??j?SYN+ACK?,一??.MP_CAPABLE,? ̄ ̄??>? ̄?/??mmm?*?wmm-?■??I?ACK?,??7mp?capable

【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于MPTCP的多路徑傳輸優(yōu)化技術綜述[J]. 薛開平,陳珂,倪丹,張泓,洪佩琳.  計算機研究與發(fā)展. 2016(11)
[2]基于NS2的網(wǎng)絡仿真研究與應用[J]. 王曉燕,鄭明春.  計算機仿真. 2004(12)
[3]基于NS2網(wǎng)絡仿真研究[J]. 王永勝,吳德偉,劉勇.  計算機仿真. 2004(11)



本文編號:3348617

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