0.说明BBR热了一段时间后终于回归了理性-ec电脑版官网下载

2024-09-17 16:09
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　　0. 说明 BBR热了一段时间后终于回归了理性-ec电脑版官网下载Deployments》论文，便是正在这篇论文中微软和Mellanox提出周围化陈设的大门。固然距论文发外已有八、九年，经典仍值得回味，这日咱们细细阅读之。

　　新颖(2015年)数据核心运用须要搜集具备：1. 高模糊量(40Gbps) ，2. 超低延迟(每跳1. 对头堵塞(head-of-line blocking) 2. 不公允。搜集无损是须要付出价值的！为了治理这些题目，咱们引入DCQCN算法，这是一个端到端的堵塞独揽算法，特意为RoCE v2量身打造；同时咱们看待何如调参给出极少发起，征求交流机buffer水线装备以及该算法的其他参数。端到端(end-to-end)，从发送方到吸取方，譬喻从client到server。点到点(point-to-point)，搜集上相邻的一跳，譬喻相邻两个交流机。固然RDMA时间正在HPC范畴应用深远且平常，然而正在数据核心陈设RDMA却很有挑衅。，此中一个紧要挑衅是堵塞独揽，数据核心的RDMA对堵塞独揽有如下条件：

　　RDMA最早应用Infiniband时间告终，IB应用私有的订交栈、专用硬件。IB正在数据链途层(L2)应用逐跳(hop-by-hop)的credit-based流控来避免丢包，基于这个不丢包的L2，IB的传输层(L4)可能卓殊浅易和高效。难就难正在IB的这套订交栈和硬件筑立不行直接照搬到数据核心，由于数据核心搜集是以太网，二者不兼容。倘若同时正在数据核心搭筑两套搜集又太贵，因而RoCE v2横空降生，容许基于古板以太网告终RDMA，全部做法是将IB的传输层行动UDP的payload，全体不应用IB的数据链途层。 IP头用来做途由，UDP头用来做ECMP。

　　固然RoCE v2不再依赖IB的数据链途层，但却秉承了IB的无损搜集管束，因而提出了PFC(Priority-based Flow Control)。PFC通过让直接上逛暂停发送数据的方法来避免交流机buffer溢出。直接告诉上逛端口，立地暂停发送任何数据！卓殊的粗暴。这里的上逛可能是交流机或者网卡。 PFC是交流机端口级其余，不区别全部的流（flow，即毗连），一朝暂停就会暂停端口上一齐的毗连。这种粒度明显太粗了，会导致堵塞扩散，进而导明显的致功能降低。固然PFC可能区别交流机部队（交流机的每个端口有8个部队），但也于事无补，由于不或者给每个链接都是用一个孤独的部队。治理 PFC 限造性的底子要领是采用流级其余堵塞独揽订交，订交须要满意以下条件：

　　(2015年)目前常睹的堵塞独揽算法均无法满意以上条件，譬喻QCN，DCTCP，iWarp， TCP-Bolt等。

　　因而DCQCN横空降生，该算法值依赖交流机的RED和ECN性能，算法其余的部门都是方今主机侧的网卡上，该算法的特质为：

　　图(a)：模糊方面，小包的时间TCP无法打满带宽，由于如今CPU成为了瓶颈。而RDMA正在小包时也可能打满带宽。

　　RoCE v2依赖PFC来保护不产生丢包，PFC可能避免以太网交流机和网卡映现缓冲区溢出。全部做法是：交流机或者网卡监测自身的ingress部队，一朝部队胜过特定阈值则发送一个PAUSE信息给相邻上逛，上逛收到PAUSE信息之后会干息统统端口的报文发送，直到收到RESUME信息再从新劈头。 PFC有八个部队，每个部队都可能独立实行上述举措。这里苛重的题目是影响于端口（+优先级）而不是影响于流（flow，即链接），这或者会导致head-of-line blocking等题目，导致搜集功能变差。

　　不公允题目(unfairness)：由于PFC没有区别全部的流，而是无脑的停掉统统端口流量，这会导致众个发送方之间的不公允题目。上图中Figure 3闪现的是4个发送方的模糊情景，卓殊的不屈衡。无辜流题目(victim flow)：这个是指一组发送方-吸取方之间(Figure4中的VS和VR)本没有堵塞，然而因为受到另一组有堵塞的发送方-吸取方(H1~H32和R)的搅扰，进而导致VS产生降速。这主若是由于PFC有级联效应，一个没有堵塞的流或者被其余堵塞途途波及到。罢了有计划都不行治理上述PFC导致的题目，因而本文提出DCQCN算法。

　　ECMP(Equal-cost multi-path routing)亏空以治理上述题目：固然ECMP会使得流正在交流机链途上尽或者匀称分散，但不行保障没有冲突。

　　PFC的众部队机造也不敷：由于PFC唯有8个部队，单个部队内的流照旧会碰到上述题目。

　　DCQCN 是一种基于速度的端到端堵塞订交，它创立正在 QCN 和 DCTCP 之上。DCQCN 的大部门性能是方今网卡上（而不是交流机上，或者操作体例上）。如前文所述，DCQCN有以下特质：

　　上述三种脚色上的全部算法差别为：CP交流机上的算法：交流机上的算法和DCTCP相通，当交流机的egress部队胜过特定阈值时劈头对到来的报文（遵从肯定概率）象征ECN。这通过交流机的RED(Random early detection)性能实现，险些一齐的交流机都支柱该性能，因而DCQCN不须要对交流机做改动。

　　CP交流机上的算法NP吸取方网卡上的算法：当ECN象征后的报文抵达吸取方网卡，这标明搜集上产生了堵塞，吸取方网卡将该新闻转换为CNP(Congestion Notification Packets)后反应给发送方。CNP是RoCE v2榜样中界说的堵塞报告方法。 NP上的算法苛重用于断定CNP报天生的频率，譬喻可能每收到一个ECN就反应一个CNP，也可能规章50us内最众反应一个CNP。 CNP是区别流的，看待每个流NP算法流程如下图：

　　RP发送方网卡上的算法：这是DCQCN的重头戏。分为降速进程，升速进程，更新alpha三个部门。降速进程：当RP上的一个流收到了CNP，该流会遵从如下公式降速，并更新target rate和alpha值。

　　alpha更新进程：倘若RP进程K个时代单元之后没有收到NP发来的CNP，则RP更新一次alpha值，更新公式如下。该公式的主意是正在没有堵塞的时间渐渐下降alpha值，alpha的值区间是0~1。

　　alpha更新进程谨慎K要比CNP天生的周期要长极少，本文中拣选K=55us升速进程：RP采用和QCN好像的升速方法，即采用一个timer和一个byte counter断定升速的节拍。每收到B个字节之后byte counter触发升速，每隔T个时代单元之后timer触发升速。这两个参数都是可调的，以便独揽升速节拍。有三种升速方法，一样遵从以下循序产生：

　　谨慎这里没有slow start，一个新的流起速就遵从全速发送，这么做是基于如下到底：大大批时间散播输的数据较少切搜集无堵塞，因而全速发送也不会形成搜集堵塞（倘若真的堵塞了，最终再有PFC兜底）。

　　DCQCN 发送方算法分别于PFC影响于端口，DCQCN是影响于流的，即每个流都独立实行上述的算法进程。下图标明DCQCN很好的治理了公允性题目和无辜流题目(unfairness and victim flow)。

　　CNP天生：咱们以高优先级发送CNP以确保更急速的收敛。谨慎，一样正在没有堵塞的情景下不会天生CNP。基于速度的堵塞独揽：DCQCN是一种基于速度的堵塞独揽计划。咱们采用基于速度的算法，由于它比基于窗口的算法更容易告终，而且容许更细粒度的独揽。参数设立：DCQCN 基于 DCTCP 和 QCN，但正在合节方面有所分别。因而DCTCP和QCN引荐的参数设立不行盲目地与DCQCN沿途应用。 PFC照旧是必要的：DCQCN 并不行消亡对 PFC 的依赖，仍须要应用PFC做兜底来避免丢包，只是DCQCN会大大下降PFC产生的频率。硬件告终：NP和RP（差别指吸取方和发送方）的状况机都是方今网卡上（而非操作体例里），RP状况机的告终须要为每个流保护以下资源：

　　RP上的限速是针对每个数据包粒度的。 NP苛重用于发生CNP报文，正在ConnectX-3 Pro每天生一个CNP须要花费1~5微秒。看待40Gbps搜集，1500B MTU下吸取方每50微秒最众收到166个搜集报文，因而NP可能同时为10~20个流天生CNP，ConnectX-4可能同时为200个流天生CNP。 CNP天生是一个开销较量大的行动。上面一段话的旨趣是，每个流正在产生堵塞是起码要正在50微秒内天生1个CNP报文，而每次天生一个CNP须要破费5微秒，即50微秒内只可天生10个CNP，因而ConnectX-3网卡最众并发为10个流天生CNP。04交流机缓冲区设立DCQCN须要思索以下两个互相冲突的管束，并基于此设立交流机缓冲区的阈值：

　　PFC天生机遇主若是由交流机buffer阈值独揽，本节商榷阈值设立题目。 Headroom buffer t_flight：发送到上逛筑立的PAUSE信息须要一段时代材干抵达并生效。为了避免数据包丧失，PAUSE 发送方必需保存足够的缓冲区来统治正在此时代或者收到的任何数据包。这征求发送 PAUSE 时正正在传输的数据包，以及上逛筑立正在统治 PAUSE 信息时发送的数据包。 PFC阈值 t_PFC：这是正在PAUSE信息发送到上逛之前（即上逛干息发送之前），交流机的ingress部队可能增加的最大值，每个PFC优先级都有自身的ingress部队（8个优先级部队），因而倘若交流机的总buffer巨细为B，交流机的端口数目为n，则：

　　ECN阈值 t_ECN：一朝交流机的egress部队胜过这个阈值，则交流机劈头遵从肯定概率象征ECN。明显这个值要设立的较量合理，必需保障ECN先于PFC触发。谨慎，PFC看的是ingress部队，ECN看的是egress部队！入口部队和出口部队的一个苛重合连是：众个入口部队可能将数据发往统一个出口部队，这取决于本质流的主意地。为了确保ECN先于PFC触发，必需思索以下非常情景：所有egress部队的信息都来自统一个ingress部队，这种情景下出部队的压力最小，入部队的压力最大。因而须要保障：

　　并不是为了避免触发PFC，只是为了保障ECN先于PFC触发。DCQCN照旧依赖PFC做兜底。DCQCN算法只是基于ECN/CNP让发送方降速而不是干息发送，而PFC的PAUSE信息较量狠，直接让上逛端口干息发送任何数据。因而PFC老是能急速消亡堵塞。DCQCN本质成绩睹下图，论文中最众评测了10打1的incast流量：

　　本文周密翻译和先容了DCQCN论文的合节章节。正在有DCQCN之前，RoCE v2只可通过PFC做堵塞独揽，有了DCQCN之后RDMA时间才劈头正在数据核心平常运用。

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