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面向虚拟数据空间的智能TCP拥塞控制算法

西安交通大学学报 2021年第5期55卷 83-91页

作者：王龙翔董凯李小轩董小社张兴军朱正东王宇菲张利平西安交通大学计算机科学与技术学院西安710049 西安美术学院信息中心西安710065

为优化虚拟数据空间网络传输性能,提出了基于近端策略优化的智能TCP拥塞控制算法TCP-PPO2。将TCP拥塞控制过程抽象为一个可部分观察的马尔可夫决策过程,在该过程中构建一个智能体,与网络环境进行互动。智能体通过观察网络状态特征对拥... 详细信息

为优化虚拟数据空间网络传输性能,提出了基于近端策略优化的智能TCP拥塞控制算法TCP-PPO2。将TCP拥塞控制过程抽象为一个可部分观察的马尔可夫决策过程,在该过程中构建一个智能体,与网络环境进行互动。智能体通过观察网络状态特征对拥塞窗口长度进行调节,网络环境向智能体反馈奖励值,智能体尝试最大化回合内获得奖励期望值。设计了包括吞吐率、网络时延等网络特征的状态空间,使智能体能够观察到足够多的信息进行决策并且降低性能开销。通过加权算法设计奖励函数,使智能体能够平衡优化吞吐率与时延。通过近端策略优化算法更新智能体模型参数,对过大的参数更新进行截断,将参数更新限制在一定范围内,减少梯度下降过程中出现的振荡,实现训练过程的快速收敛。在NS3模拟器上实现了基于近端策略优化的TCP拥塞控制算法,并与Cubic、HighSpeed和NewReno等主流拥塞控制算法进行了对比,结果表明:TCP-PPO2吞吐率性能可达对比算法的2~3倍以上;80%的采样点时延相比链路最小时延值只增加了4%。

关键词：虚拟数据空间近端策略优化拥塞控制 TCP

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面向领域科学数据的虚拟数据空间共享模型

小型微型计算机系统 2014年第3期35卷 514-519页

作者：葛敬军胡长军刘歆李扬刘震宇北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 南昌航空大学信息工程学院南昌330063

以实现领域科学数据共享为目的,提出一种基于虚拟数据空间的共享模型.通过探讨模型中的主体、数据、服务与空间四要素,研究基于逻辑实体和逻辑实体集的领域科学数据聚合.针对领域内的各类应用主题以及个体的需求,将分散的领域科学数据... 详细信息

以实现领域科学数据共享为目的,提出一种基于虚拟数据空间的共享模型.通过探讨模型中的主体、数据、服务与空间四要素,研究基于逻辑实体和逻辑实体集的领域科学数据聚合.针对领域内的各类应用主题以及个体的需求,将分散的领域科学数据聚集成与服务相关的虚拟数据空间,利用主体对服务的共享来实现数据的共享.最后,以石油领域油气井科研数据管理平台为例,阐述油气井科研数据共享的实现过程.实际应用表明,虚拟数据空间共享模型对于领域科学数据共享是高效可行的,并为数据密集型应用、领域内的服务开发与部署提供了良好的支持.

关键词：领域科学数据虚拟数据空间逻辑实体数据共享

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面向国家高性能计算环境的虚拟数据空间系统

大数据 2021年第2期7卷 101-122页

作者：秦广军肖利民张广艳牛北方陈志广北京联合大学智慧城市学院北京航空航天大学计算机学院软件开发环境国家重点实验室清华大学计算机科学与技术系中国科学院计算机网络信息中心中国科学院大学中山大学计算机学院

高性能计算环境是支撑国家科技创新、经济发展、国防建设的核心信息基础设施,世界高性能计算强国纷纷建设基于多超算中心资源的广域高性能计算环境。然而,高性能计算环境中资源种类繁多且地域分布广,无法有效发挥资源的聚合效应,难以满... 详细信息

高性能计算环境是支撑国家科技创新、经济发展、国防建设的核心信息基础设施,世界高性能计算强国纷纷建设基于多超算中心资源的广域高性能计算环境。然而,高性能计算环境中资源种类繁多且地域分布广,无法有效发挥资源的聚合效应,难以满足大型应用对广域分布数据的统一管理和高效访问需求。为此,提出了一套可用于构建广域全局虚拟数据空间的完整技术体系,包括虚拟数据空间模型、跨域虚拟数据空间构建、广域环境中数据高效迁移、广域环境中存算协同调度、跨域高并发数据聚合处理等技术,并研发了一个可运行于国家高性能计算环境的虚拟数据空间系统,可有效支撑广域分散异构存储资源的统一高效访问,实现广域环境中分布数据的跨域共享和协同处理。目前,该软件系统已在国家高性能计算环境实验性部署,并验证了分子对接、全基因组关联分析、天气预报模式3类典型大型应用。验证结果表明,所研虚拟数据空间构建方法和系统可有效聚合广域分散的存储资源,满足大型应用的数据空间需求。

关键词：高性能计算环境大型计算问题虚拟数据空间广域分布式存储统一命名空间

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面向大数据处理应用的广域存算协同调度系统

大数据 2021年第5期7卷 82-97页

作者：张晨浩肖利民秦广军宋尧蒋世轩王继业软件开发环境国家重点实验室北京100191 北京航空航天大学计算机学院北京100191 北京联合大学智慧城市学院北京100101 国家电网有限公司大数据中心北京100031

以我国研发的高性能计算虚拟数据空间系统为基础,针对大数据处理应用如何统筹利用广域存储和计算资源的问题,设计并实现了一套面向大数据处理应用的广域存算协同调度系统。该系统可依据应用的计算特征和数据布局,通过存算协同、负载均... 详细信息

以我国研发的高性能计算虚拟数据空间系统为基础,针对大数据处理应用如何统筹利用广域存储和计算资源的问题,设计并实现了一套面向大数据处理应用的广域存算协同调度系统。该系统可依据应用的计算特征和数据布局,通过存算协同、负载均衡、数据局部性感知等策略,在广域环境中协同调度应用数据和计算任务,统筹利用广域计算和存储资源,有效提升大数据处理应用的运行性能。在国家高性能计算环境中实际测试的结果表明,提出的调度方法可有效地支撑大数据处理应用,跨域目标协同识别、分子对接等典型应用的运行效率可提升3~4倍。

关键词：广域存算协同调度大数据处理应用虚拟数据空间高性能计算环境