數(shù)據(jù)中心的擁塞控制算法優(yōu)化研究.pdf

1、傳輸控制協(xié)議(TCP)被廣泛應(yīng)用于傳輸層，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已衍生出了幾十個(gè)版本，能夠適用于高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)景。然而，在高帶寬、低延時(shí)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，TCP協(xié)議面臨新的挑戰(zhàn)。在數(shù)據(jù)中心里，多對(duì)一的傳輸模式使TCP存在Incast問(wèn)題，造成吞吐量隨著并發(fā)傳輸數(shù)量的增加出現(xiàn)崩潰（驟然降低），嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)中心的實(shí)際性能。最初，該問(wèn)題由D.Nagle在設(shè)計(jì)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)觀測(cè)到，后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，該問(wèn)題在分割聚合的數(shù)據(jù)中心傳輸模式中普遍存在，

2、引起了許多學(xué)者的關(guān)注。
　　針對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)傳輸存在的Incast問(wèn)題，本文進(jìn)行了深入的分析，并采用權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)仿真器(NS-2)從實(shí)驗(yàn)角度分析了不同參數(shù)設(shè)置對(duì)Incast的影響。結(jié)果表明，增加緩存可以一定程度上緩解Incast問(wèn)題，但是又會(huì)產(chǎn)生另外的問(wèn)題，比如排隊(duì)延時(shí)過(guò)長(zhǎng)。另外，減小發(fā)送窗口和減小RTO也可以提高并發(fā)傳輸時(shí)的吞吐量。然后，本文對(duì)數(shù)據(jù)中心TCP(Date Center TCP，簡(jiǎn)稱DCTCP)算法展開(kāi)研究，分析了其緩

3、解Incast問(wèn)題的原理以及缺陷。針對(duì)TCP的最小重傳超時(shí)(RTO)值對(duì)Incast問(wèn)題的影響，本文提出了基于DCTCP算法的動(dòng)態(tài)RTO算法，根據(jù)擁塞程度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)RTO值。通過(guò)NS-2仿真平臺(tái)模擬，證明動(dòng)態(tài)RTO算法可以在保持吞吐量的情況下將并發(fā)傳輸數(shù)量提高一倍以上。在線服務(wù)的分割聚合的工作流中，為了提高應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸增加deadline的軟實(shí)時(shí)限制。針對(duì)deadline流的軟實(shí)時(shí)限制，本文提出了基于多級(jí)隊(duì)列的deadlin