In this paper, we propose to add a

In this paper, we propose to add a translation layer at the hypervisor that will virtualize the congestion control. While the guest-VM legacy applications will continue to use their legacy TCP implementations, the hypervisor will translate this legacy TCP into a newer congestion control algorithm under-the-hood. As a result, the hypervisor can provide a large set of benefits (e.g., ECN awareness, Selective ACK, smaller timeouts, etc.) to all legacy applications. It will ensure that all datacenter applications are afforded the same benefits, resulting in similar expected performance and therefore in increased fairness. In particular, our contributions are as follows: Techniques. In Section 2, we consider a wide range of techniques that the hypervisor can implement, and discuss the tradeoffs between their implementation complexity and the potential benefits that they can provide. For instance, an algorithm that allows the hypervisor to directly modify the guest memory essentially enables it to replace the whole networking stack, but at the cost of a complex implementation. Likewise, by breaking a TCP connection into several sub-connections, a TCP proxy-like [19,20] solution can implement nearly any congestion control algorithm, but may violate TCP end-to-end semantics by acknowledging packets that were not received by the destination receiver. We also suggest more lightweight approaches that provide a more limited set of benefits. For example, if the hypervisor can update the receive window field in ACKs, then we show that it can provide ECN-like or DCTCP-like properties to an
ECN-unaware TCP congestion control. In fact, in specific cases, we prove that it can exactly emulate either ECN or DCTCP. Fairness in mixed-ECN environments.3 In Section 3, we show that a minority of non-ECN legacy flows can get starved by a majority of ECN flows. This is in part because when a switch buffer becomes congested, packets from the ECN flows continue to enter the buffer for at least an RTT, keeping the buffer congested. As a result, the switch may drop long sequences of non-ECN packets, causing timeouts in non-ECN flows. We subsequently demonstrate that fairness can be achieved by using our Linux-based vCC translation layer to make non-ECN flows ECN-capable. In addition to restoring fairness, we provide the benefits of ECN to the non-ECN flows, i.e., achieve high link utilization without dropping and retransmitting packets.
Dynamic hypervisor-based TCP bandwidth sharing. In Section 4, we present a proof-of-concept VMware ESXi vSwitch implementation of the vCC translation layer. We show that this vCC layer is capable of dynamically throttling traffic using the TCP receive window, and therefore provides preferential treatment to certain applications without queueing or dropping packets in the network. Discussion. In Section 5, we discuss the architectural roadblocks to the implementation of our vCC solution in datacenters.

Kết quả (Việt) 1:

Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất để thêm một lớp dịch tại hypervisor sẽ virtualize kiểm soát tắc nghẽn. Trong khi các ứng dụng di sản đánh máy ảo sẽ tiếp tục sử dụng triển khai TCP di sản của họ, hypervisor sẽ dịch TCP di sản này vào một mới ùn tắc kiểm soát thuật toán--nâng cao. Kết quả là, hypervisor có thể cung cấp một tập lớn các lợi ích (ví dụ: ECN nâng cao nhận thức, sở quân ACK, nhỏ timeout, vv) cho tất cả các ứng dụng di sản. Nó sẽ đảm bảo rằng tất cả Trung tâm dữ liệu ứng dụng được dành cho các lợi ích tương tự, kết quả là hiệu suất tương tự như dự kiến và do đó tăng sự công bằng. Đặc biệt, những đóng góp của chúng tôi là như sau: kỹ thuật. Trong phần 2, chúng ta xem xét một loạt các kỹ thuật hypervisor có thể thực hiện, và thảo luận về sự cân bằng giữa của họ thực hiện phức tạp và tiềm năng lợi ích mà họ có thể cung cấp. Ví dụ, một thuật toán cho phép hypervisor trực tiếp chỉnh sửa các bộ nhớ đánh cơ bản cho phép nó để thay thế toàn bộ mạng stack, nhưng với chi phí của một thực hiện phức tạp. Tương tự như vậy, bằng cách phá vỡ một kết nối TCP vào một số các kết nối phụ, một proxy giống như TCP [19,20] giải pháp có thể thực hiện gần như bất kỳ thuật toán kiểm soát tắc nghẽn, nhưng có thể vi phạm TCP end-to-end ngữ nghĩa bằng cách thừa nhận các gói tin không được nhận bởi người nhận đích. Chúng tôi cũng đề nghị phương pháp tiếp cận nhẹ hơn cung cấp cho một tập hạn chế hơn các lợi ích. Ví dụ, nếu hypervisor có thể cập nhật các trường nhận cửa sổ ở ACKs, sau đó chúng tôi cho nó có thể cung cấp các đặc tính giống như ECN hoặc DCTCP như mộtKiểm soát tắc nghẽn TCP ECN không biết. Trong thực tế, trong trường hợp cụ thể, chúng ta chứng minh rằng nó có thể mô phỏng chính xác ECN hoặc DCTCP. Sự công bằng trong pha trộn ECN environments.3 trong phần 3, chúng tôi chỉ có một thiểu số của dòng chảy di sản-ECN có thể nhận được đói bởi một đa số ECN chảy. Điều này một phần là bởi vì khi một bộ đệm chuyển đổi trở nên tắc nghẽn, các gói tin từ ECN chảy tiếp tục nhập các bộ đệm cho ít nhất một RTT, Giữ các bộ đệm bị tắc nghẽn. Kết quả là, các chuyển đổi có thể thả dài chuỗi của gói tin ECN, gây timeout trong dòng chảy ECN. Chúng tôi sau đó đã chứng minh rằng công bằng có thể đạt được bằng cách sử dụng lớp vCC Linux dựa trên bản dịch của chúng tôi để làm cho dòng chảy ECN ECN có khả năng. Ngoài ra để khôi phục lại sự công bằng, chúng tôi cung cấp những lợi ích của ECN cho dòng chảy ECN, tức là đạt được sử dụng liên kết cao mà không rơi và retransmitting gói.Năng động dựa trên hypervisor TCP băng thông chia sẻ. Trong phần 4, chúng tôi trình bày một bằng chứng của khái niệm VMware ESXi vSwitch thực hiện của các lớp dịch vCC. Chúng tôi cho rằng lớp vCC này có khả năng tự động throttling lưu lượng truy cập bằng cách sử dụng các giao thức TCP nhận được cửa sổ, và do đó cung cấp điều trị ưu đãi cho các ứng dụng nhất định mà không cần đếm hoặc thả gói tin trong mạng. Cuộc thảo luận. Trong phần 5, chúng tôi thảo luận về các rào chắn kiến trúc để thực hiện các giải pháp của chúng tôi vCC trong Trung tâm dữ liệu.

Kết quả (Việt) 2:

Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất thêm một lớp dịch tại các hypervisor sẽ ảo hóa các điều khiển tắc nghẽn. Trong khi các ứng dụng kế thừa của khách-VM sẽ tiếp tục sử dụng triển khai cũ, TCP, hypervisor sẽ dịch di sản này TCP vào một thuật toán điều khiển tắc nghẽn mới hơn dưới mui xe. Kết quả là, các hypervisor có thể cung cấp một tập hợp lớn các lợi ích (ví dụ, nhận thức ECN, ACK Selective, timeout nhỏ hơn, vv) cho tất cả các ứng dụng kế thừa. Nó sẽ đảm bảo rằng tất cả các ứng dụng trung tâm dữ liệu đang dành những lợi ích tương tự, kết quả thực hiện dự kiến tương tự và do đó tăng tính công bằng. Đặc biệt, những đóng góp của chúng tôi như sau: Kỹ thuật. Trong phần 2, chúng ta hãy xem xét một loạt các kỹ thuật mà các hypervisor có thể thực hiện, và thảo luận về sự cân bằng giữa sự phức tạp thực hiện và những lợi ích tiềm năng mà họ có thể cung cấp. Ví dụ, một thuật toán cho phép hypervisor để trực tiếp sửa đổi các bộ nhớ của khách về cơ bản cho phép nó để thay thế toàn bộ stack mạng, nhưng với chi phí của một thực hiện phức tạp. Tương tự như vậy, bằng cách phá vỡ một kết nối TCP thành nhiều tiểu-kết nối, một giao thức TCP proxy-như [19,20] giải pháp có thể thực hiện gần như bất kỳ thuật toán điều khiển tắc nghẽn, nhưng có thể vi phạm TCP end-to-end ngữ nghĩa bằng cách thừa nhận các gói tin mà không được nhận người nhận đích. Chúng tôi cũng đề nghị nhiều phương pháp tiếp cận nhẹ mà cung cấp một tập hợp hạn chế hơn về lợi ích. Ví dụ, nếu các hypervisor có thể cập nhật các trường nhận được cửa sổ trong ACK, sau đó chúng tôi cho thấy rằng nó có thể cung cấp tính ECN giống hoặc DCTCP giống như một
điều khiển tắc nghẽn TCP ECN-không biết. Trong thực tế, trong trường hợp cụ thể, chúng tôi chứng minh rằng nó chính xác có thể thi đua hoặc ECN hay DCTCP. Công bằng trong hỗn hợp các ECN environments.3 Trong phần 3, chúng tôi cho thấy rằng một thiểu số của các dòng di sản phi ECN có thể bị bỏ đói bởi đa số ECN chảy. Đây là một phần vì khi một bộ đệm chuyển đổi trở nên tắc nghẽn, các gói dữ liệu từ các dòng ECN tiếp tục nhập các bộ đệm cho ít nhất một RTT, giữ cho đệm bị ách tắc. Kết quả là, các switch có thể thả chuỗi dài của gói tin không ECN, gây timeout trong dòng chảy không ECN. Chúng tôi sau đó chứng minh rằng sự công bằng có thể đạt được bằng cách sử dụng lớp dịch VCC dựa trên Linux của chúng tôi để làm cho không ECN chảy ECN có khả năng. Ngoài ra để khôi phục lại sự công bằng, chúng tôi cung cấp những lợi ích của ECN đến phi ECN chảy, tức là đạt được sử dụng liên kết cao mà không thả và truyền lại các gói tin.
Động dựa trên hypervisor chia sẻ băng thông TCP. Ở phần 4, chúng tôi trình bày một bằng chứng-of-concept VMware ESXi thực hiện vSwitch của lớp dịch VCC. Chúng tôi thấy rằng lớp VCC này có khả năng tự động throttling giao thông bằng cách sử dụng cửa sổ nhận TCP, và do đó cung cấp ưu đãi đối với một số ứng dụng mà không cần xếp hàng hoặc bỏ các gói tin trong mạng. Thảo luận. Trong phần 5, chúng tôi thảo luận về các rào chắn kiến trúc để thực hiện các giải pháp VCC của chúng tôi trong trung tâm dữ liệu.