Micro-burst traffic is not uncommon in data centers. It can cause packet dropping, which may result in serious performance degradation (e.g., Incast problem). However, current approaches to mitigate micro-burst is usually ad-hoc and not based on a principled understanding of the underlying behaviors. On the other hand, traditional studies focus on traffic burstiness in a single flow, while micro-burst traffic in the data centers could occur with highly fan-in communication pattern, and its dynamic behavior is still unclear. To this end, in this paper, we re-examine the micro-burst traffic in typical data center scenarios. We find that the evolution of micro-burst is determined by both TCP’s self-clocking mechanism and congestion control algorithm. Besides, dynamic behaviors of micro-burst under various scenarios can all be described by the time derivative of queue length evolution.Our observations also implicate that conventional solutions like absorbing and pacing are ineffective to mitigate micro-burst traffic.Instead, senders need to rapidly respond to some explicit signals of the queue buildup caused by the micro-burst traffic rather than independently and ineffectually pacing themselves in isolation. Inspired by the findings and insights from experimental observations, we propose Micro-burst-Aware Transport Control Protocol (MATCP), which leverages characteristic behaviors of micro-burst traffic derived from the time derivative of the queue occupancy. MATCP can suppress the sharp queue length increment by over $2\times $ and reduce the tail query completion time by up to 84.4%.

中文翻译：

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观察和缓解数据中心网络中的微突发流量

微突发流量在数据中心并不少见。这可能会导致数据包丢失，从而导致严重的性能下降（例如，Incast问题）。但是，当前减轻微爆的方法通常是临时的，而不是基于对基本行为的原则性理解。另一方面，传统研究集中在单一流量中的流量突发性上，而数据中心中的微突发流量可能会以高度扇入的通信模式发生，其动态行为仍不清楚。为此，在本文中，我们将重新检查典型数据中心场景中的微突发流量。我们发现，微突发的发展是由TCP的自计时机制和拥塞控制算法共同决定的。除了，各种情况下微突发的动态行为都可以用队列长度演化的时间导数来描述，我们的观察还暗示，诸如吸收和起搏之类的常规解决方案无法缓解微突发流量，相反，发件人需要快速响应一些由微突发流量引起的队列建立的显式信号，而不是独立地和无效地独立地调整步伐。受实验观察的发现和见识启发，我们提出了微突发感知传输控制协议（MATCP），该协议利用了从队列占用时间导数得出的微突发流量的特征行为。MATCP可以抑制队列长度的急剧增加超过 我们的观察结果还暗示，诸如吸收和调速之类的常规解决方案无法有效缓解微突发流量，相反，发件人需要快速响应由微突发流量引起的一些明显的队列堆积信号，而不是独立地和无效地自行调整隔离。受实验观察的发现和见识启发，我们提出了微突发感知传输控制协议（MATCP），该协议利用了从队列占用时间导数得出的微突发流量的特征行为。MATCP可以抑制队列长度的急剧增加超过 我们的观察结果还暗示，诸如吸收和调速之类的常规解决方案无法有效缓解微突发流量，相反，发件人需要快速响应由微突发流量引起的一些明显的队列堆积信号，而不是独立地和无效地自行调整隔离。受实验观察的发现和见识启发，我们提出了微突发感知传输控制协议（MATCP），该协议利用了从队列占用时间导数得出的微突发流量的特征行为。MATCP可以抑制队列长度的急剧增加超过 发送者需要快速响应由微突发流量引起的一些明显的队列建立信号，而不是独立地，无效地独立地调整自己的步调。受实验观察的发现和见识启发，我们提出了微突发感知传输控制协议（MATCP），该协议利用了从队列占用时间导数得出的微突发流量的特征行为。MATCP可以抑制队列长度的急剧增加超过 发送者需要快速响应由微突发流量引起的一些明显的队列建立信号，而不是独立地，无效地独立地调整自己的步调。受实验观察的发现和见识启发，我们提出了微突发感知传输控制协议（MATCP），该协议利用了从队列占用时间导数得出的微突发流量的特征行为。MATCP可以抑制队列长度的急剧增加超过 2美元/次 并将尾部查询完成时间减少多达84.4％。