云计算环境中的流量控制算法的研究

发布时间：2025-05-11 06:06

　　随着计算机的普及应用以及网络技术的飞速发展,人们对云计算的需求愈加旺盛,并促进了云服务技术的蓬勃发展。在云计算环境中,网络管理提供了网络性能隔离和网络监控的功能。本文注重于对云计算环境中的流量控制算法进行研究,致力于改进在云计算环境中软件限速器时延过长及抖动的问题。实际测量后显示Linux系统下使用软件限速器HTB进行限速虽然可以得到很好的吞吐率,但是同时也引入了过大的时延。为此,本文尝试分析高时延产生的原因,并通过实验证明该时延是由于排队队列过长导致的排队时延。考虑到几种现有的解决方案均不能有效地解决此问题,首先提出了一种简单的通过DCTCP算法和ECN标记来进行优化的方案。虽然该方案有效地降低了HTB的排队队列的长度,并且降低了网络时延,但是也产生了吞吐量抖动的问题。在经过了充足的理论分析之后,又提出了直接在ACK报文中进行ECE标记的方案,该方案有效降低了拥塞控制的控制响应时延和调节的粒度。虽然该方案在性能上十分优异但是依然依赖于DCTCP算法和ECN标记。为了能有更好的适用性,本文最终提出了在ACK报文中直接对RWND字段进行修改的方案。该方案依赖HTB的排队队列长度进行实时调整...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 云计算网络背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状及研究方向
    1.3 本文主要工作和论文结构
        1.3.1 本文主要工作
        1.3.2 论文结构
    1.4 本章小结
第二章 网络带宽管理技术介绍
    2.1 带宽管理及限速
    2.2 Linux Traffic Control
    2.3 Linux TC的排队规则详解
        2.3.1 两类排队规则介绍
        2.3.2 Classless qdisc
        2.3.3 Classful qdisc
    2.4 本章小结
第三章 测量与分析
    3.1 测量HTB的性能
        3.1.1 实验环境配置
        3.1.2 实验结果与分析
    3.2 HTB实验结果分析与验证
        3.2.1 实验结果分析
        3.2.2 验证HTB队列长度过长
    3.3 尝试现有的解决方案
        3.3.1 直接降低HTB队列长度最大值
        3.3.2 TCP Small Queue(TSQ)
        3.3.3 优先级队列
    3.4 本章小结
第四章 基于HTB的ECN和DCTCP拥塞控制
    4.1 分析与设计
        4.1.1 拥塞控制算法
        4.1.2 显式拥塞控制ECN
        4.1.3 DCTCP算法
    4.2 算法实现
    4.3 实验结果评估与分析
        4.3.1 实验结果整理
        4.3.2 实验结果分析与评估
    4.4 本章小结
第五章 基于ECE快速标记的拥塞控制
    5.1 设计
    5.2 实现
        5.2.1 OVS
        5.2.2 HTB部分修改
        5.2.3 加载HTB模块和OVS模块
        5.2.4 实验环境配置
    5.3 实验评估
        5.3.1 吞吐量和网络时延
        5.3.2 队列长度对比
        5.3.3 吞吐量公平性
        5.3.4 算法所需的CPU负载
        5.3.5 流完成时间
        5.3.6 与其他拥塞控制算法的兼容性
    5.4 缺陷评估
    5.5 本章小结
第六章 基于HTB队列长度的RWND调控
    6.1 设计与实现
        6.1.1 设计思路
        6.1.2 实现细节
    6.2 实验评估
        6.2.1 实验环境
        6.2.2 吞吐量和网络时延
        6.2.3 队列长度对比
        6.2.4 吞吐量公平性
        6.2.5 算法所需的CPU负载
        6.2.6 流完成时间
        6.2.7 与其他拥塞控制算法的兼容性
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 论文算法总结
    7.2 论文主要工作总结
    7.3 未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：4044963