数据中心端网协同的拥塞控制技术报告 2024.docx

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[编号ODCC-2024-0B002]

数据中心端网协同的拥塞控制技术报告

开放数据中心标准推进委员会

2024.08发布

数据中心端网协同的拥塞控制技术报告C2024-0IBO02

版权声明

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I

数据中心端网协同的拥塞控制技术报告C2024-0IBO02

编写组

项目经理:

黄宏毅

华为技术有限公司

工作组长:

王瑞雪

中国移动通信集团有限公司

贡献专家:

刘泉

华为技术有限公司

韩振兴

华为技术有限公司

孙伟

上海云脉芯联科技有限公司

刘红巧

中国移动通信集团有限公司

吕勇

中兴通讯股份有限公司

谢新鹏

锐捷网络股份有限公司

黎立印

星云智联科技有限公司

邹胜亮

新华三技术有限公司

范富明

烽火通信科技股份有限公司

阮前

中移动信息技术有限公司

肖爱元

中移动信息技术有限公司

王少鹏

中国信息通信研究院

孙聪

中国信息通信研究院

II

数据中心端网协同的拥塞控制技术报告C2024-0IBO02

目录

版权声明 I

编写组 II

一、背景与概述 1

二、现状与挑战 1

(一)资源利用率低 2

(二)复杂的网络环境 2

(三)超融合架构的特殊需求 2

三、端网协同与零队列管理的架构设计 2

(一)网络设备中的空闲转发能力计算与队列管理 4

(二)发送端设备的动态调控与网络适应性优化 5

(三)智能决策机制的实时分析与自适应优化 5

四、零队列拥塞控制的核心技术 6

(一)空闲转发能力的计算与应用 6

(二)智能决策机制的响应与优化 7

(三)端网协同机制的实时交互与动态优化 8

(四)零队列管理的实施与性能提升 8

五、典型应用场景 8

(一)存储网络中的高效数据管理 9

(二)智算训练网络中的数据传输优化 10

(三)智算推理网络中的实时响应保障 11

III

数据中心端网协同的拥塞控制技术报告C2024-0IBO02

六、实验与测试结果 12

(一)平稳调速效果 12

(二)排队时延表现 13

(三)实验结论 14

七、未来展望 14

IV

数据中心端网协同的拥塞控制技术报告C2024-0IBO02

一、背景与概述

在过去十年中,云计算、大数据以及人工智能(AI)技术的蓬勃发展,推动了数据中心规模的迅速扩展。数据中心不仅仅是存储和处理数据的场所,它们已成为了现代社会各个领域的基础设施,从金融服务到智能制造,再到电子商务和娱乐服务,数据中心无处不在。然而,随着数据中心的规模越来越大,网络拥塞问题也日益严重,给数据传输的稳定性和效率带来了极大的挑战。

传统的网络拥塞控制方法如RED(随机早期检测)和ECN(显式拥塞通知)在数据流量较小、网络拓扑结构相对简单的环境下,能够较好地发挥作用。然而,随着数据中心内部和外部连接的复杂性增加,这些传统方法逐渐暴露出其局限性。在现代数据中心中,尤其是在超融合网络的环境中,随着高性能计算、智能计算、高性能存储等业务的兴起,通过统一融合的网络架构和协议承载多种业务网络,系统对网络性能的要求变得更加严格。为了有效应对这些挑战,新的拥塞控制技术变得至关重要。

本白皮书提出了“端网协同的零队列主动拥塞控制”技术(以下简称为“C-AQM”),该技术通过创新的主动队列管理算法,目标是在数据中心高负载环境下,保持网络队列深度最小化,甚至实现零队列,从而显著提升数据传输的效率和网络的稳定性。

二、现状与挑战

1

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(一)资源利用率低

当前,许多数据中心在运行过程中,面临着网络资源利用率不高的问题。这主要性能发挥,难以满足日益增长的数据传输需求。

(二)复杂的网络环境

随着数据中心规模的扩展,网络结构也变得越来越复杂。数据中心内部包含多种不同的设备和协议,这些设备和协议之间需要紧密协调,才能确保数据的顺利传输。然而,传统的拥塞控制方法难以在如此复杂的环境中保持一致的性能表现,尤其是在面对多个不同设备和协议时,容易出现协调不当的问

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