Evaluation of data centre networks and future directions

Traffic forecasts predict a more than threefold increase in the global datacentre workload in coming years, caused by the increasing adoption of cloud and data-intensive applications. Consequently, there has been an unprecedented need for ultra-high throughput and minimal latency. Currently deployed hierarchical architectures using electronic packet switching technologies are costly and energy-inefficient. Very high capacity switches are required to satisfy the enormous bandwidth requirements of cloud datacentres and this limits the overall network scalability. With the maturity of photonic components, turning to optical switching in data centres is a viable option to accommodate greater bandwidth and network flexibility while potentially minimising the latency, cost and power consumption. Various DCN architectures have been proposed to date and this thesis includes a comparative analysis of such electronic and optical topologies to judge their suitability based on network performance parameters and cost/energy effectiveness, while identifying the challenges faced by recent DCN infrastructures. An analytical Layer 2 switching model is introduced that can alleviate the simulation scalability problem and evaluate the performance of the underlying DCN architecture. This model is also used to judge the variation in traffic arrival/offloading at the intermediate queueing stages and the findings are used to derive closed form expressions for traffic arrival rates and delay. The results from the simulated network demonstrate the impact of buffering and versubscription and reveal the potential bottlenecks and network design tradeoffs. TCP traffic forms the bulk of current DCN workload and so the designed network is further modified to include TCP flows generated from a realistic traffic generator for assessing the impact of Layer 4 congestion control on the DCN performance with standard TCP and datacentre specific TCP protocols (DCTCP). Optical DCN architectures mostly concentrate on core-tier switching. However, substantial energy saving is possible by introducing optics in the edge tiers. Hence, a new approach to optical switching is introduced using Optical ToR switches which can offer better delay performance than commodity switches of similiar size, while having far less power dissipation. An all-optical topology has been further outlined for the efficient implementation of the optical switch meeting the future scalability demands

Tietoliikenteen ruuhkanhallinta datakeskuksissa

Datakeskukset koostuvat suuresta joukosta palvelimia jotka tallentavat ja käsittelevät suuria datamääriä. Niiden avulla on mahdollista toteuttaa suuria laskennallisia operaatioita hajauttamalla ne tehokkaasti eri palvelimien kesken, laskemalla yhteen eri palvelimien palauttamat tulokset ja palauttamalla lopputulos käyttäjälle tai palvelun pyytäjälle. Esimerkkejä tästä ovat Googlen ja Yahoon kaltaisten yhtiöiden käyttämät ohjelmistot ja algoritmit kuten MapReduce ja Search. Datakeskukset ovat monin osin erilaisia verrattuna Internetiin, esimerkiksi kun puhutaan verkkojen topologisesta rakenteesta, siirtonopeuksista ja muista verkkoliikenteen ominaisuuksista, minkä vuoksi datakeskuksista on tullut merkittävä tutkimuskohde. Koska erot Internetiin ovat huomattavia, datakeskuksissa joudutaan tekemään toisenlaisia ratkaisuja tietoliikenteen ruuhkautumisen välttämiseksi. Internetin kuljetusprotokolla TCP ei sellaisenaan sovi datakeskuksen kaltaiseen ympäristöön; tämän vuoksi TCP:stä on jouduttu kehittämään datakeskuksia varten erilaisia muunnoksia. Ohjelmistot, joita ajetaan datakeskuksissa, voidaan pääasiassa jakaa kahteen kategoriaan kun vertaillaan millaista niiden tietoliikenne on: 1) Toisille on ominaista korkea läpisyöttö jossa lähetetään suurikokoisia viestejä, toisin sanoen verkon linkit ovat jatkuvasti puskuroitu täyteen siirrettävästä datasta; 2) toisenlaisissa sovelluksissa on tärkeää että tieto siirtyy ilman viivytyksiä (toisin sanoen vastausajat ovat pieniä) ja siirrettävät viestit ovat näin ollen pienempiä. TCP Incast on tilanne jossa suuri joukko palvelimia lähettää tietoa yhdelle käyttäjälle samanaikaisesti ja dataa on niin paljon ettei vastaanottaja pysty puskuroimaan kaikkea dataa; tämä johtaa datapakettien häviämiseen ja uudelleen lähettämiseen. TCP Outcast on edellistä vastakkainen tilanne jossa suuret tietovirrat ja pienemmät tietovirrat ovat matkalla samaan aikaan samasta verkon portista ulos ja pienemmät tietovirrat joutuvat jonottamaan isompien tietovirtojen takana. Kun toteutetaan tiedonsiirtoa datakeskuksessa, joudutaan tekemään kompromissi sen välillä minkä tyyppistä tietoliikennettä datakeskuksessa ajettavat ohjelmistot harjoittavat. Siksi haasteena onkin toteuttaa yleinen protokolla joka pystyy mukautumaan erilaisiin tilanteisiin ilman että verkon laitteistoon tarvitsisi tehdä muutoksia. Tässä tukielmassa luodaan yleiskatsaus siihen miten datakeskusten ruuhkanhallintaa on tutkittu viime vuosina. Ruuhkan syitä esitellään käymällä läpi datakeskusten topologioiden erityisiä ominaisuuksia ja sitä kautta datakeskusten ja Internetin tietoliikenteen välisiä eroavaisuuksia. Eri ruuhkanhallinta- algoritmeja esitellään ja lopuksi suoritetaan vertailu jossa eri algoritmien etuja ja heikkouksia pohditaan. ACM Computing Classification System (CCS): • Networks~Data center networks • Networks~Transport protocol

Aquaculture Asia, Vol. 11, No. 1, pp.1-36, January - March 2006

*Table of Contents* Research & farming techniques Nursery rearing of Puntius goniotus: A preliminary trial K.N. Mohnta, J.K. Jena & S.N. Mohanty Artemia enrichment and biomass production for larval finfish and shellfish culture A.S. Ninawe Vembanad Lake: A potential spawner bank of the giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii on the southwest coast of India Paramaraj Balamurugan, Pitchaimuthu Mariappan & Chellam Balasundaram Seed production of mud crab Scylla serrata at the Rajiv Gandhi Center for Aquaculture, Tamil Nadu, India Mohamed Shaji, Emilia T. Quinitio, Thampi Samraj, S. Kandan, K. Ganesh, Dinesh Kumar, S. Arulraj, S. Pandiarajan, Shajina Ismail and K. Dhandapan. Sustainable aquaculture Fish wastes in urban and suburban markets of Kolkata: Problems and potentials Kausik Mondal, Anilava Kaviraj & P.K. Mukhopadhyay People in aquaculture Peter Edwards writes on rural aquaculture: Farming carps in leased ponds by groups of poor women in Chandpur, Bangladesh Aquatic animal health Lymphocystis disease and diagnostic methods in China Jing Xing, Xiuzhen Sheng & Wenbin Zhan Asia-Pacific Marine Finfish Aquaculture Network Mesocosm technology advances grouper culture in northern Australia Elizabeth Cox, Peter Fry & Anjanette Johnsto

The Politics of Micro-Decisions

Be it in the case of opening a website, sending an email, or high-frequency trading, bits and bytes of information have to cross numerous nodes at which micro-decisions are made. These decisions concern the most efficient path through the network, the processing speed, or the priority of incoming data packets. Despite their multifaceted nature, micro-decisions are a dimension of control and surveillance in the twenty-first century that has received little critical attention. They represent the smallest unit and the technical precondition of a contemporary network politics – and of our potential opposition to it. The current debates regarding net neutrality and Edward Snowden’s revelation of NSA surveillance are only the tip of the iceberg. What is at stake is nothing less than the future of the Internet as we know it