云計算數(shù)據(jù)中心內(nèi)運行的多種多樣的應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低延時等性能提出了越來越高的要求。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流調(diào)度技術(shù)對數(shù)據(jù)流的傳輸進行調(diào)度,其目標是減少數(shù)據(jù)流平均完成時間,優(yōu)化用戶體驗,近年來在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界引發(fā)了廣泛關(guān)注。本文從用戶在應(yīng)用層的任務(wù)對網(wǎng)絡(luò)層的流調(diào)度的需求和影響出發(fā),針對云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流調(diào)度中的數(shù)據(jù)生成速率等流信息缺失、任務(wù)感知的調(diào)度開銷大以及基于作業(yè)邏輯的流調(diào)度等挑戰(zhàn)性問題,從速率感知的流調(diào)度、針對小任務(wù)的流調(diào)度以及基于作業(yè)邏輯的流調(diào)度等方面展開研究。論文的主要工作和創(chuàng)新成果包括以下幾個方面:針對數(shù)據(jù)生成速率等流信息缺失問題,研究了數(shù)據(jù)流經(jīng)歷應(yīng)用、系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐暾芷?提出了準確測量數(shù)據(jù)生成速率的方法和速率感知的流調(diào)度機制RAX。該機制的基本原理是在估算流剩余時間時同時考慮流大小和流數(shù)據(jù)生成速率,并利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交換機支持的優(yōu)先級隊列,將流根據(jù)他們的剩余時間映射到這些優(yōu)先級隊列中,采用類似于多級反饋隊列算法進行調(diào)度。由于數(shù)據(jù)生成速率反映了應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的真實需求,RAX可以避免調(diào)度的盲目性。與已有方法比,RAX有效地利用了操作系統(tǒng)層面提供的豐富的流信息,包括緩存區(qū)積壓數(shù)... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)
        1.1.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流調(diào)度問題
        1.1.3 研究意義
    1.2 流調(diào)度研究現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和意義
        1.2.1 流調(diào)度研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流調(diào)度的難點和挑戰(zhàn)性問題
    1.3 本文工作
        1.3.1 速率感知的流調(diào)度機制研究
        1.3.2 針對小任務(wù)的流調(diào)度機制研究
        1.3.3 基于作業(yè)邏輯的流調(diào)度機制研究
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 相關(guān)研究
    2.1 引言
    2.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議
        2.2.1 基于ECN的擁塞控制協(xié)議
        2.2.2 基于延時的擁塞控制協(xié)議
        2.2.3 主動隊列管理技術(shù)
    2.3 以數(shù)據(jù)流為中心的流調(diào)度機制
        2.3.1 基于仲裁的流調(diào)度機制
        2.3.2 基于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)優(yōu)先級的流調(diào)度機制
        2.3.3 基于自適應(yīng)終端的流調(diào)度機制
    2.4 以任務(wù)為中心的流調(diào)度機制
        2.4.1 數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用的通信模式
        2.4.2 中心式任務(wù)感知的流調(diào)度機制
        2.4.3 分布式任務(wù)感知的流調(diào)度機制
    2.5 本章小結(jié)
第三章 速率感知的流調(diào)度機制研究
    3.1 引言
    3.2 流調(diào)度問題分析
        3.2.1 數(shù)據(jù)流的生命周期
        3.2.2 流的數(shù)據(jù)生成速率
        3.2.3 生成速率速率對流調(diào)度的影響
        3.2.4 流的生成、拷貝和傳輸速率間關(guān)系分析
    3.3 最小可能完成時間
        3.3.1 最小可能完成時間
g的估計">        3.3.2 對r_g的估計
r的估計">        3.3.3 對b_r的估計
    3.4 速率感知的流調(diào)度算法
    3.5 實驗結(jié)果與分析
        3.5.1 系統(tǒng)架構(gòu)與實現(xiàn)
        3.5.2 實驗平臺
        3.5.3 實驗結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
第四章 針對小任務(wù)的流調(diào)度機制研究
    4.1 引言
    4.2 針對小任務(wù)的流調(diào)度問題分析
    4.3 OPTAS調(diào)度算法
        4.3.1 延時確認算法
        4.3.2 推薦窗口算法
    4.4 實驗結(jié)果與分析
        4.4.1 實驗平臺
        4.4.2 實驗結(jié)果
        4.4.3 仿真結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于作業(yè)邏輯的流調(diào)度機制研究
    5.1 引言
    5.2 基于作業(yè)邏輯的流調(diào)度問題分析
        5.2.1 復(fù)雜作業(yè)的運行邏輯
        5.2.2 作業(yè)邏輯對流調(diào)度的影響
    5.3 作業(yè)邏輯的網(wǎng)絡(luò)語義抽象
        5.3.1 Coflow間的相關(guān)關(guān)系
        5.3.2 基于作業(yè)DAG的網(wǎng)絡(luò)抽象
    5.4 基于作業(yè)邏輯的流調(diào)度算法
        5.4.1 運行時邏輯瓶頸
        5.4.2 SLRBF流調(diào)度算法
        5.4.3 基于作業(yè)邏輯的流調(diào)度系統(tǒng)
    5.5 實驗結(jié)果與分析
        5.5.1 仿真平臺
        5.5.2 仿真結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的研究進展與趨勢[J]. 李丹,陳貴海,任豐原,蔣長林,徐明偉.  計算機學(xué)報. 2014(02)
[2]云計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計[J]. 蔡森焱,徐暢,任勇毛.  科研信息化技術(shù)與應(yīng)用. 2012(03)



本文編號：3067788