As many-to-one traffic patterns prevail in data center networks, TCP flows often suffer from severe unfairness in sharing bottleneck bandwidth, which is known as the TCP outcast problem. The cause of the TCP outcast problem is the bursty packet losses by a drop-tail queue that triggers TCP timeouts and leads to decreasing the congestion window. This paper proposes TCPRand, a transport layer solution to TCP outcast. The main idea of TCPRand is the randomization of TCP payload size, which breaks synchronized packet arrivals between flows from different input ports. Based on the current congestion window size and the CUBIC's congestion window growth function, TCPRand adaptively determines the proper level of randomness. With extensive ns-3 simulations and experiments, we show that TCPRand guarantees the superior enhancement of TCP fairness by reducing the TCP timeout period noticeably even in an environment where serious TCP outcast happens. TCPRand also minimizes the total goodput loss since its adaptive mechanism avoids unnecessary payload size randomization. Compared with DCTCP, TCPRand performs fairly well and only requires modification at the transport layer of the sender which makes its deployment relatively easier.
키워드
Data center networks, Fairness, TCP outcast
KSP 제안 키워드
Adaptive mechanism, Congestion Window, Data Center Networks, ITS Deployment, Packet arrivals, TCP fairness, TCP flows, TCP outcast, Traffic pattern, Transport layer, Window Size
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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