仮想スイッチと仮想マシンによる二重TCP再送制御を抑制するTCPトンネリング手法 (コミュニケーションクオリティ) A TCP Tunneling Method for Suppressing Duplicate TCP Retransmission by VM and vSwitch

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抄録

マルチテナント方式のサービスを提供するデータセンタでは,各テナントに独立した仮想ネットワークを提供している.仮想スイッチ間をトンネリングプロトコルによって接続することで,物理ネットワークの上に仮想的なネットワークを構築するエッジ・オーバレイ方式のネットワーク仮想化が注目を集めている.しかし,Virtual eXtensible Local Area Network(VXLAN)をはじめとした多くのトンネリングプロトコルは性能面に問題ある.Stateless Transport Tunneling(STT)は,疑似TCPヘッダをカプセル化に利用することでTCP Segmentation Offload(TSO)を利用し高い性能を実現しているが,ネットワーク機器との親和性が低く,パケットが破棄されるという問題がある.そこで我々は,TCPを利用したトンネリングプロトコルTransparent Transport Tunneling(T3)を提案し,これらの問題を解決するとともに,TCPトンネルにおいて性能低下の原因となるTCPの再送制御の二重化を抑制する手法を併せて提案する.また,T3では,物理サーバがData Center TCP(DCTCP)を利用することにより,透過的に仮想ネットワークのVM間通信にDCTCPの詳細な輻輳制御を適用することも可能である.実験によりVM間通信のスループットを評価した結果,VXLANは最大スループットが3.4Gbpsであったが,T3はTSOなどのオフロード機能を利用することによってSTTと同等の最大10.7Gbpsのスループットを実現できることを確認した.

Multi-tenancy datacenters provide independent virtual networks for each tenant. An edge-overlay model constructs the virtual networks by connecting virtual switches using an IP tunneling technique. However, some tunneling protocols, such as VXLAN, have a performance problem. Stateless Transport Tunneling (STT) encapsulates VM packets by a pseudo TCP header and thereby achieves high performance communication using TCP Segementation Offload (TSO) feature provided by NICs. But, STT has poor compatibility with existing network devices because of modifiedsemantics of TCP header. In this paper, we propose a new tunneling protocol named "Transparent Transport Tunneling (T3)" which encapsulates VM packets by authenticate TCP header and solves these problems. In addition, T3 can utilize Datacenter TCP (DCTCP) to suppress both physical and virtual traffic congestion. Results of our experiments showed that T3 achieved a high throughput of VM communication up to 10.7Gbps with offload features, while the maximum throughput of VXLAN was 3.4Gbps.

収録刊行物

  • 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114(404), 113-118, 2015-01-22

    一般社団法人電子情報通信学会

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110010002176
  • NII書誌ID(NCID)
    AN1054106X
  • 本文言語コード
    JPN
  • ISSN
    0913-5685
  • NDL 記事登録ID
    026150297
  • NDL 請求記号
    Z16-940
  • データ提供元
    NDL  NII-ELS 
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