2BRobust——克服虚拟机CPU争用下TCP BBR性能退化

受近期BBR拥塞控制算法的引入和大规模部署的推动，多项研究探讨了从基于丢包到基于延迟的拥塞控制这一转变对性能和公平性的影响。鉴于BBR可能在整个互联网范围内被采用，我们还必须考虑其在网络和系统场景下的鲁棒性。其中一个场景是基于云的虚拟机（VM）网络——这在当今以CDN为中心的互联网中高度相关。有趣的是，先前的研究表明，在Xen虚拟机中运行的BBRv1-2存在显著的性能问题，当CPU信用额较低时，BBR性能几乎降至零。在本文中，我们开发了一个在完全受控的CPU争用下测量TCP吞吐量的框架，该框架使用Linux截止时间调度来模拟通用的CPU争用条件。我们的测量结果表明，与Cubic形成鲜明对比的是，在任何虚拟机管理程序和所有测试的BDP条件下，BBR吞吐量在CPU争用期间都可能崩溃。通过对这种性能退化进行细粒度表征，我们发现受CPU限制的BBR发送端被限制在低于10-20 Mbps的极低吞吐量水平。这一发现意味着，如果部署不慎，互联网范围内从Cubic向BBR的转变可能会损害互联网的整体鲁棒性。为了检测并克服CPU限制的吞吐量，我们提出了一个最小的BBR补丁，该补丁通过监控在途字节来检测问题情况，并通过提高发送速率来更好地利用可用的CPU时间。我们证明，我们的BBR补丁在最关键的情况下克服了吞吐量问题。