张宇超：数据中心网络业务处理流程中的资源管理优化

张宇超：2017年清华大学优秀博士学位论文二等奖获得者

数据中心网络业务处理流程中的资源管理优化

Optimization of Resource ManagementThroughout the Application Processing in Datacenter Networks

作 者：张宇超

指导教师：徐恪

培养院系：计算机科学与技术系

学 科：计算机科学与技术

读博感言：做第三类人也挺幸福快乐哒！

研究背景/选题意义/研究价值

云计算的日益普及为广大用户提供了更为便捷的网络服务，而大规模数据中心内的资源多样性、配置异质性和管理复杂性，为提供良好服务质量带来了严峻的挑战。

本文追踪网络应用请求的整体服务周期，针对应用请求的四个主要阶段，分别实现了“公平接入控制、合理任务调度、可控区域通信、高效后端同步”的目标。

主要研究内容

1. 针对用户请求接入数据中心的过程，设计延时保证的动态区分服务算法，优化延迟敏感型业务。

2. 在任务进入服务器端系统的传输调度阶段，设计双重感知调度机制，改进数据传输协议。

3. 任务进入数据中心后端时，设计了感知通信的容器重分布机制，提升 90% 的系统吞吐量，为百度公司节省了巨额运维成本。

4. 为海量数据传输过程设计了新型的大数据传输平台 PieBridge，能大幅提

升数据同步效率。

容器重分布机制能够消除热点机器，平衡资源利用率，提升系统吞吐量。

为跨数据中心域的数据同步过程设计高效的传输调度系统，保证业务后端服务数据的及时更新。

主要创新点

1、提出了双重感知的任务调度机制，为数据中心的任务调度阶段提供了近似最优的调度结果。

2、提出了一种延迟保证的动态区分服务机制，采用延迟反馈算法，缩短交互负载流的响应时间。

3、剖析应用在实例化的不同容器之间的通信过程，设计了一种两阶段的调整策略，降低进程之间的通信开销，提升整体系统吞吐率。

4、针对海量数据的大规模同步过程，设计最大化系统流量的调度算法，显著缩短了任务传输时间，且消除了传输长尾、平衡了跨域带宽利用。

代表性学术发表

[1] Yuchao Zhang,Yusen Li, Ke Xu, DanWang, Xuan Cao,QingqingLiang. FreeContainer: TheManagement of Container Groups for High Performance VNFs. IEEE ICDCS,2017.

[2] Yuchao Zhang,Ke Xu, Guang Yao,Miao Zhang. PieBridge: ACross-DR scale Large Data Transmission Scheduling System. ACM SIGCOMMposter, 2016.

作者：张宇超

供图：张宇超

编辑：清华大学研究生院 周明坤 严颖巧