Inter-datacenter (Inter-DC) WAN is shared by multiple services that generate a large amount of traffic on aggregate. Thus, efficiently multiplexing the traffic to improve network utilization while ensuring the requested quality-of-service for each service is highly challenging.
To address this problem, we present a framework, called Statistical Network Abstraction (SNA), that is a new approach for managing bandwidth in inter-DC WAN to guarantee quality of service (QoS) and improve network utilization. In SNA, we first represent the amount of network resources and desired QoS level for each service in a statistical fashion. We also propose a centralized controller in SNA which performs (i) admission control (AdCon) and (ii) network provisioning (NetProv), by formulating and solving a min-cost flow problem with stochastic QoS guarantee and outputting a network embedding of the aggregate traffic demand onto the physical network. SNA differs from the earlier guaranteeing fixed bandwidth approaches in that service-level statistical multiplexing is realized without need of partitioning physical network resources for each service.
We evaluate SNA in a real testbed and large-scale simulations, demonstrating that more service requests are accepted and higher QoS levels are provided compared to previous deterministic bandwidth request model.
현재 Netflix, MLB Advanced Media 등 많은 서비스 사업자들은 클라우드 컴퓨팅을 이용하여 유저들에게
서비스를 제공하고 있고, 이를 위해서는 일정 서비스 품질 수준 이상의 안정적인 네트워크 망 구축이 필수적 으로 동반되어야 한다. 하지만, 현재 클라우드 컴퓨팅 사업자들은 CPU, 메모리 등의 컴퓨팅 자원과는 달리 데이터센터 간 광역 통신망에서 대역폭과 같은 네트워크 자원은 보장하지 않고 있고, 이는 서비스 사업자들로 하여금 고객들에게 안정적인 서비스를 제공하는데 어려움을 겪도록 한다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여, 기존 연구에서는 일정한 대역폭을 요청하고 이를 보장하는 네트워크 가상화 솔루션을 제안하였지만 비효율적 인 네트워크 활용도 등 여러 한계점들을 노출하고 있다.
이 논문에서는 데이터센터 간 광역 통신망 환경에서 대역폭을 보장함과 동시에 높은 네트워크 자원 활 용도를 달성할 수 있는 새로운 네트워크 가상화 솔루션 및 시스템을 제안한다. 확률적 네트워크 가상화라는 새로운 요청 방식은 일정한 양의 대역폭을 항상 보장하는 기존의 방식 대신, 서비스 품질 수준을 100% 이하로 요청받고 이를 통계적으로 보장한다. 우리의 요청 방식은 통계적 다중화를 통해 어떤 후작업 없이 (i) 요청한 서비스 품질의 수준을 보장하고 (ii) 높은 네트워크 자원 활용도를 동시에 달성할 수 있다. 우리는 테스트베 드에서 수행한 실험과 시뮬레이션을 통하여 확률적 네트워크 가상화 솔루션이 기존의 일정한 양의 대역폭을 할당하는 방식에 비해 (i) 약 10-15% 더 많은 요청을 받아들일 수 있고, (ii) 요청 대비 더 우수한 서비스 품질 수준을 보장한다는 것을 확인하였다.
