任丰原

2021.03.31 14:14

职称 教授 电话 62772487
邮箱 renfy@tsinghua.edu.cn

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姓名:任丰原

职称:教授

邮箱:renfy@tsinghua.edu.cn

教育背景

工学学士(电气技术), 西北工业大学, 中国, 1993;

工学硕士(电力传动及其自动化), 西北工业大学, 中国, 1996;

工学博士(计算机应用), 西北工业大学, 中国, 1999.

社会兼职

《软件学报》责任编委

《计算机研究与发展》编委

Journal of Computer Science and Technology,Editor

研究领域

网络流量管理与控制

数据中心网络与主机网络

工业互联网与物联网

网络与网络化系统

系统性能评价与优化

研究概况

研究工作主要在以下三方面中展开:

1.数据中心网络流量管理:融合计算、存储和局域网互连的一体化以太交换网是数据中心和集群系统的重要组成部分。围绕(无丢失)以太交换网中的流量管理开展了系列研究工作,提出了令牌传输、净荷切除、量子拥塞通告、温和流量控制和显式丢包通告等增强机制与优化策略,攻克了“死锁”和“吞吐量坍塌”等技术难题,增强了系统的鲁棒性,提升了响应性,减小了流完成时间,利于满足时间敏感业务对低延时的要求。此外,为无丢失以太交换网络设计了三态拥塞探测机制;结合无丢失网络分组守恒的属性,设计了ACK驱动的拥塞控制算法,形成了一体化以太交换网拥塞管理的新架构。部分研究成果在华为和思科等设备制造商的产品或解决方案中得到了应用,也为研制新一代数据中心和高性能集群系统的交换网络提供了有价值的参考设计。

2. 互联网流量管理与控制。流量统计分布的多样性、协议的非线性耦合作用、网络状态的时变特性等因素,使建立互联网流量系统的动态模型面临诸多障碍。缺乏系统模型而采用启发式设计,得到的流量控制与管理算法只能局部有效;并且,有限的仿真试验较难对所设计算法的性能有全面系统的评价和深入透彻的理解。研究将互联网流量管理与控制子系统视为非线性时变时滞闭环系统,采用流体流近似和局部线性化近似等方法,建立了系统的粗粒度线性化微分方程模型。在此基础上,综合应用非线性控制理论中描述函数、相平面和李雅普诺夫函数等分析方法,分析了TCP/AQM等典型网络流量控制子系统的稳定性,得到了相应的显式稳定性判据。揭示或解释了网络流量控制系统中的一些行为和现象,譬如路由器缓存队列的等幅振荡是协议或控制算法的非线性作用下系统的极限环运动等。此外,借鉴生态学中的种群演化理论,应用滑模变结构和内模控制等鲁棒控制理论,为大延时和高带宽异构网络环境设计了性能优良的拥塞控制或流量控制算法。

2. 传感器(物联网)体系结构研究与协议栈设计。分析和归纳了传感器网络体系结构必备属性,构建了可编程传感器网络体系结构的参考模型,赋予了网络节点可编程能力,支持协议的动态加载、卸载和应用代码的在线升级与更新,有助于提高代码的复用性和可靠性,利于缩短规模化商业应用开发与部署的周期,为降低运营和管理大规模商用传感器网络的难度和复杂度提供了一种可能的技术路线。利用传感器网络中节点密集冗余、流量空间分布具有“多对一”的向心性等特点,借鉴物理学中势能场的概念与机理,采用不同的网络状态参数构造不同的“虚拟势能场”,叠加而成的复合场驱动数据分组在网络中定向移动,实现了基本路由功能,同时还能够实现能耗均衡、拥塞避免和数据聚合等附加功能,并由此进一步提出并设计了动态可配置多属性开放路由协议框架。

奖励与荣誉

2014-2019年入选“爱思唯尔中国高被引学者榜单”

2019年华为“数据通信优秀生态伙伴(高校合作)

2011 年获国家自然科学二等奖

2010年获中国电子学会电子信息科学技术一等奖

2008年获百篇最具影响国内学术论文奖

2007年获北京市科技进步二等奖

2005年获教育部科技进步一等奖

代表性学术论文

[1]Yiran Zhang,Yifan Liu,Qingkai Meng,Fengyuan Ren, “Congestion Detection in Lossless Networks”, in Proc. of ACM SIGCOMM 2021, Aug. 23-27,2021, Online Conference

[2]Wenxue Cheng, Qun Qian, Tong Zhang and Fengyuan Ren, “Re-architecting Congestion Management in Lossless Ethernet”, in Proc. of USENIX NSDI 2020, February 25–27, 2020 Santa Clara, CA, USA

[3]Qun Qian, Wenxue Cheng, Tong Zhang and Fengyuan Ren, “Gentle Flow Control: Gentle Flow Control: Avoiding Deadlock in Lossless Networks”, in Proc. of ACM SIGCOMM 2019, Aug. 19-24,2019, Beijing, China

[4]Jiao Zhang, Fengyuan Ren, Ran Shu, Peng Cheng, “Token Flow Control in Data Center Networks”. In Proc. of ACM EuroSys 2016, London, April 18-21, UK,

[5]Peng Cheng, Fengyuan Ren, Ran Shu, Chuang Lin, “Catch the Whole Lot in an Action: Rapid Precise Packet Loss Notification in Data Center”. In Proc. of USENIX NSDI 2014, Seattle, USA, April 2-4, 2014

[6]Jiao Zhang, Fengyuan Ren and Chuang Lin. “Modeling and Understanding TCP Incast in Data Center Networks”. IEEE INFOCOM 2011, Shanghai, China, April 10-15, 2011

[7]Wanchun Jiang, Fengyuan Ren, Ran Shu and Chuang Lin, “Sliding Mode Congestion Control for Data Center Ethernet Networks”, IEEE INFOCOM 2012, Orlando, Florid, USA, March 25-30, 2012

[8]Hongkun Yang, Fengyuan Ren, Chuang Lin and Jiao Zhang. Frequency-Domain Packet Scheduling for 3GPP LTE Uplink , IEEE INFOCOM 2010, Mar.15~19, 2010,San Diego, CA, USA

[9]Xiaomeng Huang, Chuang Lin, Fengyuan Ren, “Improving the Convergence and Stability of Congestion Control Algorithm”, In Proc. ofICNP 2007, October 16-19, 2007, Beijing, China

[10]Fengyuan Ren, Chuang Lin, Xunhe Yin, Xiumin Shan. A Robust Active Queue Management Algorithm Based on Sliding Mode Variable Structure Control. In Proc. of INFOCOM2002, San Francisco, USA, 2002

[11]Shan Danfeng, Ren Fengyuan, Cheng Peng, Shu Ran and Guo Chuanxiong “Observing and Mitigating Micro-burst Traffic in Data Center Networks”, ACM/IEEE Trans. on Networking,vol. 28(1), 98-111, Feb. 2020

[12]Danfeng Shan, Fengyuan Ren, “ECN Marking with Micro-burst Traffic: Problem, Analysis, and Improvement,"ACM/IEEE Trans. on Networking, vol. 26(4):1533 -1546, June, 2018

[13]Wanchun Jiang, Fengyuan Ren and Chuang Lin. “Phase Plane Analysis of Quantized Congestion Notification for Data Center Ethernet”. ACM/IEEE Trans. on Networking, Vol.23(1), 1-14, Feb. 2015

[14]Jiao Zhang, Fengyuan Ren, Xin Yue, Ran Shu and Chuang Lin. “Sharing Bandwidth by Allocating Switch Buffer in Data Center Networks”. IEEE Journal of Selected Area on Communications, vol.32(1): 39-51, Jan. 2014

[15]Fengyuan Ren, Jiao Zhang, Yongwei Wu,Tao He, Canfeng Chen and Chuang Lin. “Attribute-Aware Data Aggregation Using Potential-Based Dynamic Routing in Wireless Sensor Networks”. IEEE Trans. Parallel and Distributed System,Vol.24(5), 881-892, May. 2013.

[16]Fengyuan Ren, Yinsheng Xu, Hongkun Yang, Jiao Zhang and Chuang Lin. “Frequency-Domain Packet Scheduling with Stability Analysis for 3GPP LTE Uplink”. IEEE Trans. Mobile Computing, vol.12(12), 2412-2426, Dec. 2013

[17]Fengyuan Ren, Jiao Zhang, Tao He, Chuang Lin and S. K. Das. “EBRP: Energy-Balanced Routing Protocol for Data Gathering in Wireless Sensor Networks”. IEEE Trans. Parallel and Distributed System Vol.22(12), 2018 -2125, Dec. 2011

[18]Fengyuan Ren, Chuang Lin. “Modeling and Improving TCP Performance over Cellular Link with Variable Bandwidth”. IEEE Trans. Mobile Computing, Vol.10(8), 1057 – 1070,Aug. 2011,

[19]Fengyuan Ren,Xiaomeng Huang, Feng Liu,Chuang Lin. “Improving TCP Throughput Over HSDPA Networks”, IEEE Trans. Wireless Communication, vol.7(6),1993~1999, June, 2008

[20]任丰原,黄海宁,林闯,无线传感器网络,软件学报,2003,vol.14(7):1282-1291.

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