数据中心内硬件资源高效的低延迟传输层研究

发布时间：2024-02-27 19:20

　　近年来,大型数据中心被大规模部署。这些数据中心内运行着大量分布式应用,比如网页搜索,数据挖掘以及存储服务。网络延迟对许多分布式应用的性能至关重要。网络延迟大体上可以分为两部分:主机网络协议栈的延迟和网络内部的延迟。使用RDMA(远程直接访问内存)技术,主机延迟可以被大幅降低,但网络内部的延迟仍无很好的解决办法。因此延迟敏感的分布式应用的性能仍有很大提升空间。本文的目标是为延迟敏感的分布式应用降低网络内部的延迟,从而提升这些应用的性能。数据中心网络内部的延迟主要来源于以下三个方面:1)粗粒度的网络QoS导致延迟敏感的流量排队在高吞吐量的流量之后,使得延迟敏感流量网络排队延迟大;2)粗粒度的网络负载均衡带来网络流量局部热点;3)RDMA低效率的丢包恢复机制导致网络延迟在丢包时大幅增大。本文的目标是从以上三个方面来降低网络内部的延迟。针对该目标,之前的研究提出了很多方案,但均未考虑网络硬件资源有限的限制条件。网络硬件资源主要指网络交换机和主机网卡。网络交换机上的硬件优先级队列的数目以及主机网卡的片上资源都是很有限的。本文的创新点是在考虑网络硬件资源的限制下,从上述的三方面来降低网络内部延迟。...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２．１?ＥＰＮ系统概览图??

?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??图２．１?ＥＰＮ系统概览图??图２．１给出了?ＥＰＮ的系统设计概览图。如图所示，ＥＰＮ包含两个主要的模??块：端系统上的优先级映射器和交换机上的优先级控制器。优先级映射器为每条??流维持ＤＰ到ＴＰ的映射。每个数据包将ＤＰ值内嵌在ＥＰＮ的包头中，如图２．２所?....

图２．２?ＥＰＮ包头结构??

?＾??Ｓｅｎｄｅｒ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??图２．１?ＥＰＮ系统概览图??图２．１给出了?ＥＰＮ的系统设计概览图。如图所示，ＥＰＮ包含两个主要的模??块：端系统上的优先级映射器和交换机上的优先级控制器。优先级映射器为每条??流维持ＤＰ到ＴＰ的映射。每个数据包将ＤＰ值内嵌在ＥＰＮ的包....

图２．３交换机Ａ和交换机Ｂ对／２的ＴＰ有不同的决定（ＤＰ：／３?＞?／２?＞力）??

非对称网络。通常，数据中心的链路有不同的传输速度。比如服务器到交??换机的链路速度通常是ｌＯＧｂｐｓ，而交换机到交换机之间的链路速度为４０Ｇｂｐｓ。??图２．４给出了一个具体的例子。在这个例子中，交换机到交换机的链路速度是服??务器到交换机链路速度的两倍。如果交换机Ａ只允许一条流....

图２．５数据中心实际流量典型分布??

?＾?Ｙ１??＾＾Ｈｏｓｔ?３?Ｈｏｓｔ?４??图２＿４非对称网络的例子（ＤＰ：／３?＞?／２?＞?Ａ）??－Ａ－?Ｗｅｂ?Ｓｅａｒｃｈ??－Ｂ－?Ｄａｔａ?Ｍｉｎｉ

本文编号：3912854