数据中心网络的TCP Incast问题研究

发布时间：2017-07-05 03:10

  本文关键词：数据中心网络的TCP Incast问题研究

  更多相关文章： 云计算 数据中心网络 拥塞控制 TCP Incast

【摘要】：在云计算技术的不断发展下,数据中心的应用需求不断的提高,它的负载也在不断增大。在这样的背景下云计算数据中心拥塞问题,TCP Incast问题,越来越受到大家的关注,由于这个拥塞问题,极大的影响了数据中心网络的性能。因此,如何能够有效的解决这个问题,成为了一个具有实际应用价值的课题。在阐述TCP Incast问题后,分析总结了产生这个问题的原因。国内外研究者针对这个问题提出了多种的解决方案。对于应用层、传输层、链路层的解决方案进行了详细的分析,这些解决方案在一定情况下能够有效的解决这个拥塞问题,但是都还没有根本上解决这个问题。在深入学习了2个TCP Incast模型,即对于链路的TCP Incast模型与超时数据块的TCP Incast模型后,阐述了这两个模型的优缺点,从TCP的版本,实现方法和实验等多个方面对比分析了这两个模型。通过模型的学习,进一步理解了这个问题。研究了减少最小重传计数器的解决方案以后,提出基于重传超时优化算法可以更加合理的缓解TCP Incast问题,并验证这个优化算法。考虑移除延迟确认机制对于这个解决方案的影响,然后通过实验在自己的环境下验证了移除延迟确认机制对于这个方案的影响,当最小重传计数器减小到小于延迟确认的时间时,会出现超时冗余的现象,那么关闭延迟确认机制是可以提高吞吐量的。在研究TCP拥塞控制算法对这个问题的影响时,基于数据中心的网络环境,提出了改进的TCP协议,改进的协议采用显示拥塞通告,并用2个位标识4个拥塞级别,对于无拥塞、低拥塞和高拥塞三种拥塞程度,分别采用乘性增加、加性增加和乘性减少拥塞控制方法来调整发送速率。然后在自己的环境下验证了这个改进协议能够有效的解决TCP Incast问题。
【关键词】：云计算 数据中心网络 拥塞控制 TCP Incast
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP308
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 数据中心10-12
• 1.2.1 数据中心介绍10
• 1.2.2 数据中心的网络结构10-11
• 1.2.3 数据中心网络通信模式11-12
• 1.3 本文主要研究内容12-13
• 1.4 论文结构安排13-14
• 第2章 数据中心拥塞问题14-25
• 2.1 数据中心拥塞问题概述14-16
• 2.1.1 TCP Incast问题14-15
• 2.1.2 TCP Incast问题产生的原因15-16
• 2.2 数据中心拥塞问题的现有的解决方案16-23
• 2.2.1 数据链路层的解决方案16-19
• 2.2.2 应用层的解决方案19-20
• 2.2.3 传输层的解决方案20-23
• 2.2.4 其他解决方案23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 数据中心拥塞问题的模型研究与分析25-38
• 3.1 链路的TCP Incast吞吐量模型25-29
• 3.1.1 模型的符号与设定25-26
• 3.1.2 链路的TCP Incast吞吐量模型阐述26-29
• 3.2 超时数据块的TCP Incast吞吐量模型29-33
• 3.2.1 模型的符号与设定29-30
• 3.2.2 超时数据块的模型阐述30-33
• 3.3 模型的分析与比较33-37
• 3.3.1 两个模型的异同33-34
• 3.3.2 两个模型性能的分析34-35
• 3.3.3 模型的实验验证35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 数据中心拥塞问题解决方案的研究38-58
• 4.1 减小最小超时重传计数器的方案38-39
• 4.2 基于重传超时优化算法39-44
• 4.2.1 典型TCP重传超时算法39-42
• 4.2.2 基于超时优化算法42-44
• 4.3 移除延迟确认机制方案44-46
• 4.4 TCP拥塞控制算法与改进46-50
• 4.4.1 TCP Reno与TCP NewReno算法介绍46-47
• 4.4.2 改进的协议算法47-50
• 4.5 仿真实验50-57
• 4.5.1 基于重传超时优化算法实验52-53
• 4.5.2 移除确认机制方案的实验53
• 4.5.3 改进的协议算法实验53-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第5章 总结与未来工作58-60
• 5.1 论文总结58-59
• 5.2 未来工作59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李丹;陈贵海;任丰原;蒋长林;徐明伟;;数据中心网络的研究进展与趋势[J];计算机学报;2014年02期

2 丁泽柳;郭得科;申建伟;罗爱民;罗雪山;;面向云计算的数据中心网络拓扑研究[J];国防科技大学学报;2011年06期

3 张牧;张顺颐;;TCP Reno,TCP Vegas,Fast TCP性能比较研究[J];计算机工程与应用;2007年01期

，

本文编号：520301