面向云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的研究
本文關(guān)鍵詞：面向云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的研究
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【摘要】：作為一種嶄新的計算模式,云計算將計算和存儲等物理資源進(jìn)行整合,通過在共享的底層物理架構(gòu)上動態(tài)地部署業(yè)務(wù),以一種高效,靈活和量入為出的方式將IT資源提供給使用者。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)作為云計算的基礎(chǔ)架構(gòu),決定著云計算所提供的服務(wù)和應(yīng)用的真正質(zhì)量。隨著云計算業(yè)務(wù)和應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)中心面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)存在可擴(kuò)展性差,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備利用率低,能耗較大等問題。一些新型數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的提出,在一定程度上解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)存在的部分問題,但同時也帶來了成本,布線復(fù)雜度,控制難度增大等新問題。與電互連相比,光互連在帶寬,時延,成本和能耗等方面都具有巨大的優(yōu)勢,因此光互連架構(gòu)獲得了研究人員的廣泛關(guān)注。本文首先對云計算和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié),介紹云計算中使用的關(guān)鍵技術(shù)和一些典型的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),以及云計算的發(fā)展對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶來的影響和挑戰(zhàn)。隨后對數(shù)據(jù)中心中常用的光器件和光互連技術(shù)進(jìn)行了分析,特別是一些典型的面向云計算的光互連數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。然后,考慮到數(shù)據(jù)中心規(guī)模龐大,構(gòu)建成本較高的問題,我們設(shè)計了一種低成本的數(shù)據(jù)中心光電混合拓?fù)浼軜?gòu)Cell-Tree。Cell-Tree結(jié)合了傳統(tǒng)電交換和AWGR光交換的優(yōu)點,采用電交換機(jī)和AWGR交換機(jī)連接服務(wù)器構(gòu)建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合Cell-Tree的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點,我們設(shè)計了相應(yīng)的最短路徑路由算法。仿真結(jié)果表明Cell-Tree能實現(xiàn)較好的網(wǎng)絡(luò)平均時延和吞吐性能,與同等規(guī)模的fat tree架構(gòu)相比,Cell-Tree能夠大大降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)目,具有更小的設(shè)備開銷。最后,我們設(shè)計了面向未來云計算環(huán)境的高性能全光互連數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)OIT。OIT采用較小端口數(shù)的AWGR連接服務(wù)器機(jī)架形成簇結(jié)構(gòu),然后在簇與簇之間采用兩層光鏈路互連,使該結(jié)構(gòu)具有較高的對分帶寬和多路徑特性。仿真結(jié)果和分析表明OIT具有較好的網(wǎng)絡(luò)平均時延和吞吐性能,能夠支持不同的流量模式,且具有較小的設(shè)備開銷和能耗開銷,是一種較好的面向云計算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP308;TP393.02
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1 姚，
本文編號：1191034
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