隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,大數(shù)據(jù)應(yīng)用給網(wǎng)絡(luò)帶來大量數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)傳輸極大地消耗了網(wǎng)絡(luò)鏈路資源,無疑會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能。由于一般大數(shù)據(jù)對時(shí)延不敏感的特性,存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法被引入到光電路交換網(wǎng)絡(luò)中以改善網(wǎng)絡(luò)的性能。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上安裝輔助存儲器用以緩存鏈路擁塞下的一些本該阻塞的數(shù)據(jù)請求,進(jìn)而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)請求阻塞率。本文介紹了存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),建立并使用了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)模型,主要通過仿真研究存儲轉(zhuǎn)發(fā)光網(wǎng)絡(luò)的性能問題。本文分別討論了邊緣存儲方式中的請求繞路問題和核心存儲方式中的節(jié)點(diǎn)存儲器使用量的問題。在邊緣存儲模型中,我們發(fā)現(xiàn)在一些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中加入輔助存儲器會(huì)導(dǎo)致請求的繞路傳輸,進(jìn)而可能引起了網(wǎng)絡(luò)性能的惡化。為了加強(qiáng)輔助存儲器在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮的正面作用以改善網(wǎng)絡(luò)性能,本文提出了兩種路由優(yōu)化策略,并驗(yàn)證了它們在減少請求繞路和降低請求阻塞率方面的有效性。此外,在邊緣存儲模型中,本文考慮了時(shí)延敏感請求和時(shí)延不敏感請求共存下的網(wǎng)絡(luò)場景。初始的自適應(yīng)路由策略下時(shí)延敏感請求性能表現(xiàn)糟糕,而路由優(yōu)化策略2則實(shí)現(xiàn)了這一問題中網(wǎng)絡(luò)性能和公平性的大幅優(yōu)化。核心存儲方式具有更高路由靈活度和復(fù)雜性,本文借助時(shí)移多層圖這一路由框架,就核心存儲方式中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存儲器使用量進(jìn)行了研究。為了衡量存儲器使用量,本文提出了存儲占用這一統(tǒng)計(jì)量。研究表明,存儲占用并非均勻地分布于所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中,并且與請求負(fù)載和鏈路波長數(shù)關(guān)系密切。我們的研究為數(shù)據(jù)中心間存儲轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)有價(jià)值的直覺性的參考意見。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 數(shù)據(jù)中心間的光網(wǎng)絡(luò)20 世紀(jì) 80 年代，美國國家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）在美 6 個(gè)地方建立了超級計(jì)算中心，并組成了美國國家科學(xué)基金網(wǎng)(Nationance Foundation Network，簡稱 NSFNET)最初的主干網(wǎng)。后來 NSFNET 成為網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)絡(luò)。NSFNET 數(shù)據(jù)中心之間的骨干網(wǎng)絡(luò)具有 14 個(gè)節(jié)點(diǎn)，21 條，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，我們主要借助 NSFNET 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行我們接的研究[7-10]。

增長的大數(shù)據(jù)最近這些年，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大量的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)壯大發(fā)展起來，例如臉譜網(wǎng)、淘寶網(wǎng)等應(yīng)用，每天都在產(chǎn)生大量的用戶數(shù)據(jù)�？茖W(xué)領(lǐng)域，同樣有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)量來源，例如大型強(qiáng)子對撞機(jī)（Large Hadronlider，簡稱 LHC）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、NASA 哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測數(shù)據(jù)、人類基因組數(shù)據(jù)、環(huán)境探測傳感器網(wǎng)絡(luò)等[12-14,16]。1 大數(shù)據(jù)增長趨勢美國一家名叫 IDC 的技術(shù)預(yù)測公司在 2012 年的時(shí)候指出，從2005年到 202世界上的總數(shù)據(jù)量將增加 300 倍，從 130EB 增長到 40000EB（平均到每個(gè)約 5200GB 的數(shù)據(jù)量）[15]，如圖 1-3 所示。

要的科學(xué)或者工業(yè)上的應(yīng)用需要交換對時(shí)延容忍且大塊，簡稱 DTB）的數(shù)據(jù)[28]，例如歐洲核子學(xué)研究的大型強(qiáng)ron Collider，簡稱 LHC），每天能產(chǎn)生 27TB 的粒子碰撞數(shù)、亞洲和北美洲的很多存儲和計(jì)算中心；一些經(jīng)營數(shù)據(jù)中企業(yè)需要在數(shù)據(jù)中心間備份和同步大數(shù)據(jù)，無論是新產(chǎn)生理的數(shù)據(jù)。很多大數(shù)據(jù)傳輸場景中，都存在著時(shí)延容忍的大數(shù)據(jù)傳輸可能容忍數(shù)天的時(shí)延。除了在時(shí)延容忍場景下術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)性能，我們也可以主動(dòng)利用存儲器達(dá)到節(jié)約網(wǎng)。在線服務(wù)與云提供商會(huì)運(yùn)營一些地理上分散的數(shù)據(jù)中心資金租用光網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬。而其中主要的負(fù)載是數(shù)據(jù)中種情況下可以采取主動(dòng)的策略，把待傳輸數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡(luò)量的非高峰時(shí)段，利用空閑的鏈路帶寬傳輸數(shù)據(jù)，從而實(shí)

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃勝;胡蓮花;孫麗琴;劉煥淋;;光突發(fā)交換網(wǎng)絡(luò)中支持業(yè)務(wù)區(qū)分的多路由機(jī)制研究[J];光電子.激光;2014年02期

2 季偉,張民,葉培大;光分組交換網(wǎng)絡(luò)中的光緩存技術(shù)研究[J];光通信技術(shù);2004年10期

3 顧畹儀;波分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用[J];電信科學(xué);2001年03期

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1 黃偉明;光分組交換節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及性能研究[D];電子科技大學(xué);2013年

2 鄭臨夏;可多次讀寫全光緩存器同步光信號源的研制[D];北京交通大學(xué);2012年

3 李同偉;光分組交換網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號：2815954