發(fā)布時間：2021-01-14 21:09

　　近年來,隨著大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)搜索、公有云等服務(wù)的普及與蓬勃發(fā)展,支撐這些服務(wù)的數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施與關(guān)鍵技術(shù)也面臨了諸多挑戰(zhàn)。通常這些業(yè)務(wù)需要依靠大量服務(wù)器并行處理數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡(luò)保障服務(wù)器間數(shù)據(jù)的高效傳輸。所以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的性能直接決定了業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。然而,由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心使用了特殊的拓撲結(jié)構(gòu)并包含多種不同需求的業(yè)務(wù),導(dǎo)致傳統(tǒng)流量調(diào)度算法在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中遇到了性能瓶頸和許多不同的問題,例如:多徑拓撲下由負載調(diào)度不均引起的路徑擁塞問題,多業(yè)務(wù)混合場景下時延敏感流的時延需求難以得到保障、流完成時間長問題,大數(shù)據(jù)等特殊業(yè)務(wù)中并行數(shù)據(jù)流（Coflow）調(diào)度效率低、任務(wù)完成慢問題。論文針對數(shù)據(jù)中心流量調(diào)度問題進行了研究,主要取得以下研究成果:1.設(shè)計了基于流分布的半集中式負載均衡機制FDALB。結(jié)合分布式負載均衡可擴展性強,集中式負載均衡性能優(yōu)的特點,論文設(shè)計了 FDALB機制降低了集中式負載均衡的控制開銷,從而提高了集中式負載均衡的可擴展性。并且,仿真實驗顯示FDALB大大降低了網(wǎng)絡(luò)時延,避免了鏈路擁塞。2.設(shè)計了云環(huán)境中基于混合流的信息無感知流調(diào)度機制TPFS。針對信息無感知場景下,時延敏感... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－４：?Ｂｃｕｂｅ拓撲??以交換機為中心是數(shù)據(jù)中心中最為常用的拓撲結(jié)構(gòu)

??二層或者三層結(jié)構(gòu)。例如，圖１－２和圖１－３分別顯示了兩種典型的樹型拓撲Ｆａｔ－??Ｔｒｅｅ［２】和ＶＬ２［３〗。這兩種拓撲結(jié)構(gòu)都使用了三層架構(gòu)：核心層、匯聚層、邊緣??層。與三層結(jié)構(gòu)相比，Ｌｅａｆ－Ｓｐｉｎｅ形式的二層結(jié)構(gòu)去掉了匯聚層，減少了交換機??的使用數(shù)量，但在整體規(guī)模和擴展性上可能存在不足。??ｊＬｅｖｅｌ?１?＜１，０＞?＜１，１＞?＜１，２＞?＜１，３＞?Ｉ??＜〇，〇＞］?／ｊｖ?＾ＪＬ、ｉ／Ｋ?［＜〇：”?１?ｊ??ｉ?Ｉ?Ｌ?－＊?－?－？?ｔ???圖１－５：?Ｄｃｅｌｌ拓撲??以服務(wù)器為中心是最近幾年被提出的新型拓撲結(jié)構(gòu)。服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中不僅??提供計算能力

１．２．１負載不均衡問題??前面小節(jié)提到，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)是由大量交換機通過水平擴展的方式組成??的，所以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)并不是一個理想的交換機。如圖１－６所示，由于數(shù)據(jù)中??心使用了樹型拓撲結(jié)構(gòu)，每對主機間存在多條不同的等價路徑，因此，需要??負載均衡機制（Ｌｏａｄ?Ｂａｌａｎｃｉｎｇ）決定每條流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，從而使每條鏈路具有??相似的負載。ＥＣＭＰ?（Ｅｑｕａｌ?Ｃｏｓｔ?Ｍｕｌｔｉ?Ｐａｔｈ）?算法是目前數(shù)據(jù)中心最為常用的??負載均衡算法。ＥＣＭＰ算法對數(shù)據(jù)包的原ＩＰ地址、目的ＩＰ地址、源端口、目的??端口、ＶＬＡＮ?（Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｌｏｃａｌ?Ａｒｅａ?Ｎｅｔｗｏｒｋ）?［９］標識等包頭域進行Ｈａｓｈ，然后根??據(jù)Ｈａｓｈ函數(shù)得到的結(jié)果選擇一條路徑。然而，如圖ｌ－６（ａ）所示，由于Ｈａｓｈ函數(shù)??存在Ｈａｓｈ沖突，所以極易造成多條流被Ｈａｓｈ到同一條路徑上，引起路徑擁塞，??導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)包丟失，影響業(yè)務(wù)性能ｎ（Ｕ１］。此外，數(shù)據(jù)中心的鏈路會產(chǎn)生鏈??路故障，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心拓撲的不對稱。而以ＥＣＭＰ為代表的分布式的負載??均衡算法無法獲取全局擁塞信息


本文編號：2977553