【摘 要】
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随着云计算、虚拟化等新兴业务在数据中心部署,数据中心内部发生着重大变化。随着网络规模的不断增长,传统树形网络拓扑结构暴露出扩展性差、部署成本高等缺点。为了克服传统
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随着云计算、虚拟化等新兴业务在数据中心部署,数据中心内部发生着重大变化。随着网络规模的不断增长,传统树形网络拓扑结构暴露出扩展性差、部署成本高等缺点。为了克服传统树形拓扑结构的缺点,近年来提出了许多新型的网络拓扑结构,其中以服务器为中心的网络拓扑结构具有扩展性强、成本低、容错性高等特点,具有加速数据中心网络创新的优势。另一方面,数据中心网络内部的流量呈现出突发性高且分布不均匀等特点,传统ECMP(Equal-Cost Multi Path)的负载均衡算法采用哈希、轮询等方式的负载均衡算法很容易造成“大象流碰撞”现象的发生。基于以上问题,本文主要包括一下几个方面的研究工作。首先,本文介绍了一种基于端口编址的技术,并将该技术应用到以服务器为中心的数据中心网络中,论文以DCell拓扑结构为代表,提出了一种基于端口编址的路由算法PAPR(Port Address Proxy Routing),该方法利用了代理的思想将路由分为多个子路由,代理结点的搜索可以在一定程度上缩短路由长度,并且根据DCell拓扑结构的连接规则,代理结点的取值也可以直接计算出来。其次,本文在端口编址的DCell网络体系下,从流量模型的角度出发,提出了一种基于PA的源端负载均衡算法(PA Based Source Load Balance,PASLB),该方法部署在源端主机上,针对网络中不同流量的特点做出不同的路由决策。大象流采取“边发送边探测”的方法,老鼠流按照ECMP的方法进行轮询转发,但转发时会避开大象流的转发路径。此外,在PASLB的大象流处理部分,本文提出了一种路径寻优方法(Load Balance Optimal Path,LBOP),该方法充分利用了基于端口编址的特性,从而提高探测效率。最后,在OMNET++仿真平台上对本文提出两种路由思路进行实验仿真,并针对仿真结果进行对所提出的算法进行分析。实验与仿真结果显示,论文提出的PAPR路由方法可以一定程度上减少路由长度,增加吞吐量,减少端到端时延;论文提出的PASLB负载均衡可以有效的解决“大象流碰撞”现象的发生,增加吞吐量,减少端到端时延和降低老鼠流的完成时间。
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