本文關(guān)鍵詞：基于SDN實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心Web請(qǐng)求快速響應(yīng)的方法研究　出處：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,如今互聯(lián)網(wǎng)無(wú)處不在,人們習(xí)慣通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)工作學(xué)習(xí),溝通交流,購(gòu)物娛樂(lè)。隨之而來(lái)的則是普遍擁有巨大訪問(wèn)總量和并發(fā)訪問(wèn)量的大型站點(diǎn)的不斷涌現(xiàn),此類站點(diǎn)需要構(gòu)建在能夠承擔(dān)相應(yīng)訪問(wèn)量的大型數(shù)據(jù)中心中。為了響應(yīng)大量的訪問(wèn)請(qǐng)求,云數(shù)據(jù)中心通常會(huì)提供運(yùn)行相同服務(wù)的主機(jī),從而分擔(dān)因巨大訪問(wèn)量所帶來(lái)的處理負(fù)擔(dān),達(dá)到同時(shí)響應(yīng)大量并發(fā)請(qǐng)求的目的。而這一過(guò)程相對(duì)于用戶而言卻是透明的,用戶只需關(guān)心其響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量,因此如何使云數(shù)據(jù)中心對(duì)大量的請(qǐng)求提供快速的響應(yīng)成為了研究熱點(diǎn)。為了加快請(qǐng)求的響應(yīng)速度,首先應(yīng)該優(yōu)化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。伴隨著服務(wù)器數(shù)量和業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴(kuò)展,數(shù)據(jù)中心需要擁有一個(gè)足以保障寬帶但開銷較小的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這樣的優(yōu)越性對(duì)于提升訪問(wèn)速度有顯著的作用。其次,提升訪問(wèn)速度還應(yīng)該考慮服務(wù)器的負(fù)載均衡問(wèn)題,充分利用各臺(tái)服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等資源來(lái)增大吞吐量,提高響應(yīng)速度。除此之外,大量并發(fā)請(qǐng)求的到來(lái)會(huì)使數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)面臨巨大的挑戰(zhàn),可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞,甚至是丟包等情況,導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。因此,提升請(qǐng)求的Qo S是提升響應(yīng)速度的重要手段。近年來(lái),SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)稱為互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),被業(yè)界認(rèn)定為新一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向[1]。該架構(gòu)通過(guò)將傳統(tǒng)路由器的控制平面抽象到控制層,使其能夠掌握全網(wǎng)的拓?fù)�、鏈路以及主機(jī)的信息,進(jìn)而管理全局網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,很容易完成服務(wù)器及鏈路的負(fù)載均衡,從而規(guī)避了硬件負(fù)載均衡服務(wù)器方式價(jià)格昂貴,靈活性差,且存在單點(diǎn)故障等一系列缺點(diǎn)。與此同時(shí),該架構(gòu)還能夠基于各種粒度靈活地實(shí)現(xiàn)Qos路由策略。綜上所述,為了實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心web請(qǐng)求的快速響應(yīng),本文提出利用SDN作為數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),底層采用當(dāng)前數(shù)據(jù)中心廣泛使用的FAT-Tree網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?不僅能夠更加方便有效的實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡,規(guī)避了傳統(tǒng)負(fù)載均衡的缺點(diǎn),同時(shí)還能根據(jù)流量類型,制定靈活的Qo S策略,保證web請(qǐng)求流量的響應(yīng)時(shí)間。為此,本文的工作如下:首先,研究SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和Open Flow協(xié)議的產(chǎn)生背景、適用場(chǎng)景以及它與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的不同之處。其次,研究了SDN的實(shí)現(xiàn)原理、各種控制器的模塊結(jié)構(gòu)以及Open Flow協(xié)議[2]。然后,研究了當(dāng)前數(shù)據(jù)中心常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并重點(diǎn)分析了Fat-Tree拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。最后,研究了數(shù)據(jù)中心中負(fù)載均衡算法的實(shí)現(xiàn)方式,及其負(fù)載均衡算法、Qo S路由算法。最終,在總結(jié)上述研究工作的基礎(chǔ)上,本文提出了在SDN控制器中利用改進(jìn)的一致性hash算法選擇響應(yīng)請(qǐng)求的目標(biāo)主機(jī),實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡,然后通過(guò)控制器掌握的全網(wǎng)信息,利用拉格朗日松弛算法,在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)選擇出一條能夠在規(guī)定的延遲內(nèi)到達(dá)選擇的目標(biāo)主機(jī)且擁有最小代價(jià)的路徑。通過(guò)上述兩方面的改進(jìn),加快了web請(qǐng)求的響應(yīng)速度。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP308

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 YAN Jinyao;ZHANG Hailong;SHUAI Qianjun;LIU Bo;GUO Xiao;;HiQoS:An SDN-Based Multipath QoS Solution[J];中國(guó)通信;2015年05期

2 張朝昆;崔勇;唐，

本文編號(hào)：1314065