[00105426]数据中心网络中延时敏感的传输控制协议

　　该项目为国家自然科学基金资助青年科学基金项目（项目批准号：61502049）。

　　该项目围绕数据中心网络低延时传输控制协议以及任务延时优化展开研究。主要研究成果如下：

　　1.数据中心网络中基于信令分配的零排队延时传输控制协议：根据数据中心网络中的流量特点以及业务需求，总结出数据中心网络中的传输控制协议应该具备三个特点：（1）快速收敛；（2）零丢包；（3）低延时。然后，借鉴 ATM 网络中基于 Credit 的零丢包传输控制协议的基本思想，设计了基于 Token 的零排队延时的传输控制协议 TFC。在由 NetFPGA 和 Dell 服务器搭建的小型数据中心网络试验床上以及NS2方案平台上分别进行了实验验证和大规模仿真，结果表明 TFC 具有快速收敛，极少丢包以及降低延时的特点，在网页搜索流量下， 显著降低了短流的端到端尾部延时。

　　2. 数据中心网络中基于交换机缓存分配的延时保障的传输控制协议：利用数据中心网络中缓冲池大小通常远远大于往返延时带宽积的特点，设计了一种基于分配交换机缓冲池的延时感知的传输控制协议 DSAB。DSAB 令延时感知的流快速获得接近理想窗口的初始窗口值， 然后通过动态窗口调节的方法来满足流的延时需求。在由 9 台服务器和 4 台 NetFGPA 搭建的小规模试验床上，对 DSAB 的性能进行了性能验证，结果表明 DSAB 可以保障延时敏感的流优先获得带宽，有效减少不能按照时延需求完成的流的数量。

　　3. 数据中心网络中基于多属性的信息无感知协同流调度机制：首先，对协同流（Coflow）

的属性特征进行研究总结，发现 Coflow 宽度与 Coflow 大小存在相关性，通过分析真实数据中心的流量数据，发现协同流的流长与其宽度存在一定的相关性，基于此，提出了一种基于多个属性解决信息无感知协同流调度方法 MCS。在由 9 台戴尔服务器和 1 台 24 端口的万兆以太网交换机搭建的小规模试验床上，对 MCS 的性能进行了性能验证，结果表明 MCS 可以有效减小字节总量较小的 Coflow 的完成时间，同时，平均性能也超过了之前的信息无感知的Coflow 调度算法 Aalo。