TCP congestion control for wireless datacenters

本文讨论了针对无线数据中心环境中的传输控制协议（TCP）拥塞控制算法的研究。TCP是一种广泛应用于数据中心和基于Web服务的传输层协议。在数据中心网络环境中，为了提高TCP性能，已经提出了许多TCP拥塞控制算法。然而，数据中心网络中新兴的无线技术带来了新的挑战，特别是无线链路固有的不稳定性导致的随机数据包丢失问题。 数据中心的特殊应用模式，如incast和Partition/Aggregate等，对TCP算法提出了特定的要求。传统TCP算法需要适应这些模式，同时需要在不可靠的无线链路环境下保持良好的性能。由于数据中心和无线网络各自的需求不同，设计一个能够满足无线数据中心需求的TCP拥塞控制算法是一项巨大的挑战。 本文提出了一种新颖的拥塞控制算法，旨在提高无线数据中心环境下TCP的性能。该方法结合了基于确认应答（ACK）的无线网络带宽估计，以及基于显式拥塞通知（ECN）的数据中心TCP拥塞控制算法。在数据中心环境和无线链路中，这种方法能够有效地工作。模拟实验验证了所提方法的性能。 关键词包括无线数据中心、TCP拥塞控制、网络带宽估计。这项研究属于电子设备、电路与系统领域。 数据中心网络中的TCP拥塞控制算法需要适应数据中心的特定流量模式。例如，incast是一种常见的数据中心流量模式，其中多个服务器几乎同时向一个客户端发送数据，导致突发的网络拥塞。另一个模式是Partition/Aggregate，服务器之间分割数据处理，然后再汇总结果。这两种模式下的流量模式都对TCP拥塞控制算法提出了特殊要求。 传统的TCP拥塞控制算法基于丢包来判断网络拥塞，并根据丢失的数据包数量调整发送速率。但是在无线数据中心环境中，随机的包丢失不仅由网络拥塞引起，还可能由于无线链路的不稳定造成的。这要求TCP拥塞控制算法能够区分这两种情况并作出合适的反应，以避免在无线链路不稳定时错误地减少传输速率。 为了解决这些问题，研究者们提出了许多针对数据中心或无线网络的TCP拥塞控制算法。但很少有算法能够同时满足数据中心和无线网络的双重需求。本文提出的算法是一个创新的尝试，它结合了无线网络和数据中心拥塞控制的优点，以适应无线数据中心的特殊环境。 研究者们面临的挑战包括准确估计无线链路的带宽、处理随机丢包问题以及合理分配带宽资源。在提出的新算法中，一个基于ACK的带宽估计算法用于无线网络，以便更准确地估计无线链路的当前带宽状况。而ECN是一种减少数据包丢失并提前通知发送方网络拥塞的技术，通过这种方法，TCP可以在不丢失数据包的情况下探测和响应拥塞。 在文章中，作者提到了对提出算法进行的模拟实验。这些实验旨在验证新拥塞控制算法在模拟的无线数据中心环境中的性能表现。实验结果表明，新算法能够在无线链路导致的随机数据包丢失情况下，以及数据中心的特殊应用模式下，有效提高TCP的性能。 在数据中心中，TCP拥塞控制的性能直接影响整个网络的吞吐量、延迟和数据传输的可靠性。因此，研究适合无线数据中心环境的TCP拥塞控制算法对于提升无线数据中心的效率和可靠性至关重要。通过综合考虑无线网络和数据中心的特点，新算法能够在保证网络稳定的同时，最大化数据传输的效率。 总结来说，本文介绍了一项针对无线数据中心环境下的TCP拥塞控制算法的研究。这项研究强调了无线链路不稳定性和数据中心特殊应用模式对TCP拥塞控制算法的影响，并提出了一种结合了ACK和ECN机制的算法。该算法通过模拟实验被证明能够有效提升TCP在无线数据中心环境下的性能。