ACC:一种敏捷的数据中心网络拥塞控制技术

作     者：袁郭苑 路远 周仁杰 董德尊 彭伟 Guoyuan YUAN;Yuan LU;Renjie ZHOU;Dezun DONG;Wei PENG

作者机构：国防科技大学计算机学院长沙410028 西北核技术研究所西安710024 

出 版 物：《中国科学:信息科学》 (Scientia Sinica(Informationis))

年 卷 期：2025年第55卷第1期

页      面：46-63页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2022YFB4501702)资助项目 

主　　题：数据中心网络拥塞控制 带内网络遥测(INT) 带宽抢占 交换机主机协同 

摘      要：面对日益复杂且随时间迅速变化的数据中心网络流量,基于带内网络遥测(in-network telemetry,INT)信息的拥塞控制技术面临诸多挑战.一方面,现有的较为成熟的算法主要依赖接收方的ACK(acknowledge)包反馈INT信息到发送方来获得链路负载信息,由于ACK包的反馈时延是RTT(round trip time)级别的,发送方在流传输的第1个RTT内无法获得INT信息.另一方面,现有的算法普遍缺乏在流传输完成时对网络空闲带宽的抢占,因而网络不可避免地会出现带宽浪费.本文深入探索基于INT信息的拥塞控制技术,有效打破了RTT级别的流控时间屏障,缓和了带宽浪费,提出了一种超精准、高效的拥塞控制算法—ACC(agile congestion control).与现有较为成熟的基于INT信息的拥塞控制算法HPCC(high precision congestion control)相比,ACC格外关注流传输的第1个RTT,在此期间利用交换机将路径拥塞信号传回发送方,能够对网络拥塞做出更敏捷的反应.此外,ACC关注网络中长流对带宽的抢占能力,能够帮助长流提前感知空闲带宽,从而降低网络传输的尾延迟.大量的实验验证了ACC方案的性能,实验结果显示在保持与HPCC一致的高吞吐量的基础上,ACC能够有效降低队列长度和流尾延迟.具体来说,在大规模Clos网络拓扑中,当工作负载为WebServer,负载强度为0.6时,与HPCC相比,ACC能够将平均队列长度减少9.6%,将第95百分位流完成时间减少29.7%.