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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
数据中心端网协同的拥塞控制技术报告C2024-0IBO02
(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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