在ACM SIGCOMM 2023上，beat365官方网站軟件科學與工程系共有5篇高水平論文入選。作為計算機網絡系統領域曆史最為悠久也是最為權威的學術會議，SIGCOMM以其嚴苛的标準著稱，對論文的質量和數量要求極高，要求所錄用的論文具有基礎性貢獻、領導性影響和堅實系統背景。本年度ACM SIGCOMM共有323篇投稿，錄用71篇。

據悉，今年beat365是SIGCOMM創辦37屆曆史上，同年錄用論文數量最多的高校單位（共11篇，其中beat36510篇、王選計算機研究所1篇），打破了高校的記錄（MIT錄用10篇）和國内高校的記錄（錄用6篇）。同時，北大也是SIGCOMM曆史上以第一作者單位同年錄用論文數量最多的單位（共9篇，其中beat3658篇、王選計算機研究所1篇），打破了此前的記錄（錄用6篇）。

軟件科學與工程系本次被SIGCOMM錄用的5篇論文，研究成果涵蓋了多個領域，包括網絡服務遷移規劃、彈性異構雲覆蓋網絡、服務器無感知作業調度、微觀行為測試工具、移動網絡編碼多路徑視頻傳輸優化方案等。

以下是論文簡要内容介紹：

一. 大規模數據中心中高效安全的網絡服務遷移規劃

數據中心是雲計算的基礎設施，其網絡服務遷移任務規模大、耗時長，通常涉及數百台交換機和數萬條網絡連接，并且需要耗時數月的原地物理部署工作。此外，網絡服務遷移需要滿足複雜多樣的效率和安全性限制，進一步加大網絡遷移規劃的挑戰。論文《Klotski: Efficient and Safe Network Migration of Large Production Datacenters》提出了安全高效生成網絡服務遷移規劃的Klotski系統。該系統應用A*算法和領域特定的優先級智能化求解，并利用數據中心網絡局部性和壓縮拓撲表示加速求解過程，在滿足操作限制的情況下相比已有方法達到了更高的規劃效率。該系統已為Meta超過20個地區100餘個數據中心提供遷移規劃支持。該論文第一作者為beat3652021級博士生趙怡浩（導師劉譞哲研究員）和Meta研究員張骁翔，作者包括劉譞哲研究員和金鑫副教授，約翰霍普金斯大學祝航，Meta公司張穎、汪照東、田淵棟、Alex Nikulkov、Joao Ferreira等。

二.面向視頻會議場景全球部署的彈性異構雲覆蓋網絡

成本和質量是視頻會議服務的關鍵考量因素。視頻會議服務提供商通常在選擇合适網絡線路來構建其基礎設施時面臨兩難選擇：便宜的公網線路會影響視頻會議服務質量，然而使用專網線路會産生較大的日常運營成本。針對該問題，論文《XRON: A Hybrid Elastic Cloud Overlay Network for Video Conferencing at Planetary Scale》提出了一套面向視頻會議場景全球部署的彈性異構雲覆蓋網絡XRON。XRON綜合利用公網線路和專網線路實現了同時兼顧視頻會議服務質量和運營成本。此外，XRON能夠利用彈性雲資源自适應地滿足視頻會議實時網絡需求。目前XRON技術已經規模化部署，大面積覆蓋釘釘用戶。該論文第一作者為beat3652022級博士生吳秉陽（導師金鑫副教授），作者包括金鑫副教授、劉譞哲研究員，阿裡巴巴集團錢坤、李波、馬雲飛、章琦、蔣志剛、趙加雨、蔡德忠和翟恩南等。

三.服務器無感知數據分析的彈性并行調度

服務器無感知計算平台具有細粒度的資源彈性，适合運行并行任務組成的數據分析作業。現有的服務器無感知數據分析調度器的并行度配置策略未能綜合考慮服務器無感知特有的優化目标（如單作業完成時間和運行成本），并且不能感知服務器内部和服務器之間不同的通信開銷對優化目标的影響。針對此問題，論文《Ditto: Efficient Serverless Analytics with Elastic Parallelism》提出了支持彈性并行調度的Ditto系統。該系統基于作業各階段的并行時間特征、階段間數據依賴關系和可用資源分布聯合優化作業的并行度配置和階段間通信，相比傳統方法達到了更低的作業完成時間，節省了運行成本。該論文第一作者為2019級本科生金超（導師金鑫副教授），作者包括beat365金鑫副教授、劉譞哲研究員、黃罡教授、章梓立、向星雨和鄒松運等。

四. 針對硬件卸載網絡棧的細節測試工具

現代數據中心廣泛采用硬件卸載網絡棧（比如遠程直接内存訪問，Remote Direct Memory Access），來滿足應用高吞吐量、超低延遲和低 CPU 開銷的需求。為了充分利用硬件卸載網絡棧的性能，用戶需要深入了解它們的行為，尤其是微觀行為。盡管在測試軟件網絡棧方面已經有了很多工作，但硬件網絡棧由于其繞過内核(kernel bypass)的特性和高性能，對測試工具提出了獨特的挑戰。為了測試硬件網絡棧的正确性和性能，論文《Understanding the Micro-Behaviors of Hardware Offloaded Network Stacks with Lumina》提出了測試工具 Lumina 。Lumina 利用可編程交換機來注入事件，從而模拟各種網絡場景；開發人員可通過其用戶友好的接口，開發精确的、可重現的測試。該工作使用 Lumina 測試了來自 NVIDIA 和 Intel 的四種 RDMA 網卡，發現了其中影響網絡性能或誤導網絡操作的數個 bug，并捕獲了多個未準确定義的微觀行為。該工作中發現的嚴重 bug 已收到供應商确認并将在未來版本中進行修複。該論文第一作者為約翰霍普金斯大學餘卓隆（導師金鑫副教授和Vladimir Braverman教授），第二作者為2020級本科生蘇博文（導師金鑫副教授），作者包括金鑫副教授，微軟研究院白巍，Google公司 Shachar Raindel和萊斯大學 Vladimir Braverman等。

五、 面向自動駕駛場景的網絡編碼多路徑視頻傳輸優化方案

自動駕駛場景中，除離線分析外，車輛也時常需要将高清視頻實時上傳至遠端服務器，由服務器輔助進行決策分析。現有數據傳輸方案或無法适應移動互聯網中波動劇烈的延遲與丢包率，從而難以保證視頻連接的高吞吐率與低時延；或需要使用大量的冗餘數據流量，從而難以實際部署。論文《CellFusion: Multipath Vehicle-to-cloud Video Streaming with Network Coding in the Wild》提出軟硬件結合的高清視頻傳輸解決方案CellFusion，在同時使用4G/5G網絡傳輸數據的基礎上，将網絡編碼方案嵌入傳輸層協議，結合視頻應用需求檢測丢失與超時數據包，并使用網絡編碼方案高效、低開銷地進行數據重傳恢複，在保證高吞吐率、低冗餘數據開銷的情況下顯著降低了傳輸延時。基于真實駕駛環境的實驗表明，相比于使用單條路徑傳輸的方案與傳統多路徑傳輸方案，該方案可将數據包傳輸延遲的99%分位數降低71.53%，将視頻卡頓率降低66.11%~80.62%，并将冗餘數據開銷控制在10%以内。該論文第一作者為beat3652018級博士生倪蘊哲（導師為許辰人副教授），作者包括beat365許辰人副教授，阿裡巴巴集團鄭智隆、 馬雲飛、 蔡德忠和翟恩南等。

SIGCOMM背景介紹：

第37屆ACM數據通信專業組年度旗艦會議SIGCOMM 2023（37th Annual Conference of the ACM Special Interest Group on Data Communication）将于9月10日-14日在美國紐約舉行。一年一度的ACM SIGCOMM重點關注計算機和數據通信網絡領域，涵蓋網絡架構、設計、實現、運維、分析、度量和仿真等方面。SIGCOMM是計算機網絡系統領域最權威的國際頂級學術會議之一，是CCF推薦的A類國際會議，每年吸引大量全球頂級學校和機構的投稿。