基于直接拥塞通告的数据中心无损网络传输控制机制

作     者：胡晋彬 黄家玮 王建新 王进 HU Jin-bin;HUANG Jia-wei;WANG Jian-xin;WANG Jin

作者机构：中南大学计算机学院湖南长沙410083 长沙理工大学计算机与通信工程学院湖南长沙410114 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2023年第51卷第9期

页      面：2355-2365页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(No.62132022,No.62102046,No.62072056,No.61872387) 湖南省重点研发计划项目(No.2022WK2005) 湖南省自然科学基金(No.2022JJ30618,No.2021JJ30867,No.2020JJ2029) 湖南省教育厅青年项目(No.22B0300) 

主　　题：数据中心无损网络 优先级流控 传输控制 队头阻塞 

摘      要：数据中心网络广泛采用基于优先级的流量控制(Priority-based Flow Control,PFC)机制来避免因缓存溢出而丢包.然而,PFC机制在保证无损传输的同时带来了队头阻塞和拥塞扩散等负面影响.近年来,一些具备端到端拥塞感知能力的传输控制协议被提出来,有效缓解了网络拥塞,减少了PFC的触发.但是在突发流量造成的瞬时拥塞场景下,这些研究工作仍会使得PFC频繁触发而导致严重的队头阻塞和拥塞扩散.针对该问题,在端到端拥塞控制基础上,提出了一种实现于交换机上的直接拥塞通告解决方案(Direct COngestion Notification,DCON),该方案在突发拥塞场景下能及时识别出与非拥塞流(与造成拥塞无关的流)共享入端口的拥塞流(真正造成拥塞的流),并从交换机直接通告发送端对该拥塞流精确地降速.实验结果表明,相比于现有的端到端拥塞控制传输协议,DCON有效避免了PFC的队头阻塞和拥塞扩散,平均流完成时间的最大降幅达到55%.