面向数据中心租户带宽特征的虚拟拥塞控制方法性能分析  

Performance analysis of virtualized congestion control with consideration of bandwidth characteristics of tenants in datacenter networks

作　　者：李树楠 詹男杰 章玥 LI Shu-nan;ZHAN Nan-jie;ZHANG Yue(Shanghai Key Laboratory for Trustworthy Computing,East China Normal University,Shanghai 200062;Software/Hardware Co-design Engineering Research Center of MOE,East China Normal University,Shanghai 200062;School of Computer Science,Fundan University,Shanghai 210203,China)

机构地区：[1]华东师范大学上海市高可信计算重点实验室,上海200062 [2]华东师范大学教育部软硬件协同设计技术与应用工程研究中心,上海200062 [3]复旦大学计算机科学与技术学院,上海201203

出　　处：《计算机工程与科学》2018年第9期1562-1571,共10页Computer Engineering & Science

基　　金：国家自然科学基金(61532019;61772034);上海市科委项目(15511104700;16DZ1100600);国防基础科研计划(JCKY2016212B004-2);上海市高可信计算重点实验室开放课题(07dz22304201607);安徽省自然科学基金(1808085MF172)

摘　　要：数据中心租户使用的遗留设备中仍存在没有实现显式拥塞通知ECN的情况,导致数据中心网络中存在ECN流抢占非ECN流带宽资源的不公平现象。虚拟拥塞控制方法通过修改数据包接收窗口字段进行拥塞控制,改善了上述不公平现象。从租户主机数目、带宽需求、网络拥塞程度、拥塞控制算法等四个角度出发,建立对应的符合数据中心租户带宽特征的仿真场景,通过仿真实验分析虚拟拥塞控制方法在上述场景中的性能。结果表明:(1)虚拟拥塞控制方法的性能良好,不受租户主机个数、租户带宽差异以及网络拥塞程度的影响;(2)虚拟拥塞控制算法的性能在拥塞控制算法不同环境下的表现存在差异,当使用YeAH-TCP时解决ECN不公平性效果较差。In datacenter networks,not all the devices are explicit congestion notification(ECN)enabled,especially for legacy devices of tenants.Thus the unfairness between ECN and non-ECN flows is inevitable.Virtual congestion control(vCC)solves ECN unfairness by throttling the receiving window of TCP header.We analyze the performance of vCC with consideration of the bandwidth characteristics of tenants in datacenter networks.We design simulation scenarios according to the number of tenant hosts,bandwidth requirement,congestion level of networks,and congestion control algorithms for high-speed networks.Simulation results show that:1)the performance of vCC is good and not affected by the number of tenant hosts,the difference of tenant bandwidth,and the congestion level of networks;2)the performance of vCC is different under different congestion control algorithms.The ECN unfairness is not well improved by vCC when using YeAH-TCP.

关 键 词：拥塞控制 显式拥塞通知 传输控制协议 数据中心网络 

分 类 号：TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术]