拥塞控制是实现高性能数据中心网络的关键技术之一,影响吞吐量、延迟、丢包率等重要网络性能指标。过去20年间,随着数据中心规模不断扩大,上层应用对网络性能的要求不断提高,基于无损底层网络的远程直接内存访问(remote direct memory a...拥塞控制是实现高性能数据中心网络的关键技术之一,影响吞吐量、延迟、丢包率等重要网络性能指标。过去20年间,随着数据中心规模不断扩大,上层应用对网络性能的要求不断提高,基于无损底层网络的远程直接内存访问(remote direct memory access,RDMA)技术在数据中心的部署受到了业内广泛关注。然而,基于优先级的流控(priority-based flow control,PFC)机制在维护无损网络的同时会引入头阻塞等问题,导致网络性能下降甚至网络瘫痪。作为实现无损网络的关键辅助手段,如何设计实用的RDMA拥塞控制机制成为了热点问题。通过将拥塞控制过程划分为拥塞感知与拥塞调整,全面综述了该领域的研究成果:首先从显式反馈与延迟的角度详细阐述并总结了不同的拥塞感知代表算法;其次从速率和窗口的维度对拥塞调整代表算法进行了详细介绍并对其优缺点进行了总结;而后补充了部分算法的优化工作以及基于强化学习方法的拥塞控制算法;最后总结并讨论了该领域存在的挑战。展开更多
文章研究并解决数据中心的远程内存直接读取(remote direct memory access, RDMA)技术的网络拥塞控制问题。针对主流拥塞控制算法数据中心量化拥塞通知(data center quantized congestion notification, DCQCN)的收敛速度慢和缺乏硬件...文章研究并解决数据中心的远程内存直接读取(remote direct memory access, RDMA)技术的网络拥塞控制问题。针对主流拥塞控制算法数据中心量化拥塞通知(data center quantized congestion notification, DCQCN)的收敛速度慢和缺乏硬件实现方案的不足,提出可参数硬件化的数据中心量化拥塞通知(parameterized DCQCN,DCQCN-p)算法,该算法通过优化拥塞流的速度因子a、g调整速度比例Rc,并通过电路设计减少降速的频次;通过建立算法模型和搭建网络仿真NS-3平台,对比DCQCN-p算法在面临拥塞时单个调度流速度调整的性能以及多个调度流并发情况下的时延和吞吐量。仿真结果表明:在单个流面临拥塞时,DCQCN-p算法的数据传输速率比DCQCN算法的提高了50%;DCQCN-p算法在链路上最小速率为13.28 Gbit/s,相较于DCQCN、TIMELY、数据中心传输控制协议(data center transmission control protocol, DCTCP)算法,分别增长了24%、48%、23%;DCQCN-p算法(方差65%)的带宽分配公平性相较于TIMELY算法(方差216%)和DCTCP算法(方差191%)表现出显著的性能提升。展开更多
在定向航空中继网络中,中继飞机利用定向天线通信距离远、发射功率小、无线信号干扰范围小等优点,辅助地面节点克服地形遮挡、信号衰弱大、通信距离受限等缺点,以较少的跳数进行通信,有效降低端到端数据传输时延、提高网络吞吐量。针对...在定向航空中继网络中,中继飞机利用定向天线通信距离远、发射功率小、无线信号干扰范围小等优点,辅助地面节点克服地形遮挡、信号衰弱大、通信距离受限等缺点,以较少的跳数进行通信,有效降低端到端数据传输时延、提高网络吞吐量。针对定向航空中继网络中由于通信链路长、无线信号传播时延与数据传输时延相近,所引起的通信时延扩展、多址接入协议效率低等问题,提出了一种基于通信链路距离进行分环的时分多址接入协议(link distance division based time division multiple access protocol,LDD-TDMA)。与传统的TDMA多址接入协议中所有链路均使用相同的时隙长度不同,LDD-TDMA根据通信链路的距离远近使用不同的时隙长度。进一步为了简化协议实现,提出通信覆盖范围分环的概念,使得处于同一个环内链路距离相近的节点使用相同的时隙长度。接着,建模分析并推导出了最大化多址接入效率的分环的个数、分环半径与节点最大通信距离之间的闭合表达式。最后,仿真结果表明,当中继飞机最大通信距离为200 km、分环个数为4时,LDD-TDMA的多址接入效率相较于传统的TDMA可提高13.37%。展开更多
文摘文章研究并解决数据中心的远程内存直接读取(remote direct memory access, RDMA)技术的网络拥塞控制问题。针对主流拥塞控制算法数据中心量化拥塞通知(data center quantized congestion notification, DCQCN)的收敛速度慢和缺乏硬件实现方案的不足,提出可参数硬件化的数据中心量化拥塞通知(parameterized DCQCN,DCQCN-p)算法,该算法通过优化拥塞流的速度因子a、g调整速度比例Rc,并通过电路设计减少降速的频次;通过建立算法模型和搭建网络仿真NS-3平台,对比DCQCN-p算法在面临拥塞时单个调度流速度调整的性能以及多个调度流并发情况下的时延和吞吐量。仿真结果表明:在单个流面临拥塞时,DCQCN-p算法的数据传输速率比DCQCN算法的提高了50%;DCQCN-p算法在链路上最小速率为13.28 Gbit/s,相较于DCQCN、TIMELY、数据中心传输控制协议(data center transmission control protocol, DCTCP)算法,分别增长了24%、48%、23%;DCQCN-p算法(方差65%)的带宽分配公平性相较于TIMELY算法(方差216%)和DCTCP算法(方差191%)表现出显著的性能提升。
文摘在定向航空中继网络中,中继飞机利用定向天线通信距离远、发射功率小、无线信号干扰范围小等优点,辅助地面节点克服地形遮挡、信号衰弱大、通信距离受限等缺点,以较少的跳数进行通信,有效降低端到端数据传输时延、提高网络吞吐量。针对定向航空中继网络中由于通信链路长、无线信号传播时延与数据传输时延相近,所引起的通信时延扩展、多址接入协议效率低等问题,提出了一种基于通信链路距离进行分环的时分多址接入协议(link distance division based time division multiple access protocol,LDD-TDMA)。与传统的TDMA多址接入协议中所有链路均使用相同的时隙长度不同,LDD-TDMA根据通信链路的距离远近使用不同的时隙长度。进一步为了简化协议实现,提出通信覆盖范围分环的概念,使得处于同一个环内链路距离相近的节点使用相同的时隙长度。接着,建模分析并推导出了最大化多址接入效率的分环的个数、分环半径与节点最大通信距离之间的闭合表达式。最后,仿真结果表明,当中继飞机最大通信距离为200 km、分环个数为4时,LDD-TDMA的多址接入效率相较于传统的TDMA可提高13.37%。
