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Mitigating incast-TCP congestion in data centers with SDN

机译：使用SDN缓解数据中心的Incast-TCP拥塞

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Abstract In data center networks (DCNs), the presence of long-lived TCP flows tends to bloat the switch buffers. As a consequence, short-lived TCP-incast traffic suffers repeated losses that often lead to loss recovery via timeout. Because the minimum retransmission timeout (minRTO) in most TCP implementations is fixed to around 200 ms, interactive applications that often generate short-lived incast traffic tend to suffer unnecessarily long delays waiting for the timeout to elapse. The best and most direct solution to such problem would be to customize the minRTO to match DCNs delays; however, this is not always possible; in particular in public data centers where multiple tenants, with various versions of TCP, co-exist. In this paper, we propose to achieve the same result by using techniques and technologies that are already available in most commodity switches and data centers and that do not interfere with the tenant’s virtual machines or TCP protocol. In this approach, we rely on the programmable nature of SDN switches and design a SDN-based incast congestion control (SICC) framework, that uses a SDN network application in the controller and a shim-layer in the host hypervisor, to mitigate incast congestion. We demonstrate the performance gains of the proposed scheme via real deployment in a small-scale testbed as well as ns2 simulation experiments in networks of various sizes and settings.
机译：摘要在数据中心网络（DCN）中，长寿命的TCP流的存在往往会使交换缓冲区膨胀。因此，短暂的TCP内播流量会遭受反复的丢失，这些丢失通常会导致通过超时恢复丢失。因为在大多数TCP实现中，最小重传超时（minRTO）固定为200毫秒左右，所以通常会生成短时内播流量的交互式应用程序往往会遭受不必要的长时间等待超时的延迟。解决此类问题的最好，最直接的方法是自定义minRTO以匹配DCN的延迟。但是，这并不总是可能的。特别是在公共数据中心中，其中有多个租户和不同版本的TCP共存。在本文中，我们建议通过使用大多数商品交换机和数据中心中已经可用并且不会干扰租户的虚拟机或TCP协议的技术来达到相同的结果。在这种方法中，我们依靠SDN交换机的可编程特性，并设计了基于SDN的Incast拥塞控制（SICC）框架，该框架使用控制器中的SDN网络应用程序和主机管理程序中的Shim层，以缓解Incast拥塞。 。我们通过在小型测试平台中的实际部署以及各种大小和设置的网络中的ns2仿真实验，展示了该方案的性能提升。

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