數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流速控制策略的研究與設(shè)計.pdf

1、大數(shù)據(jù)驅(qū)動的今天，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為計算、存儲和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹行?。越來越多的?yīng)用部署在數(shù)據(jù)中心上。不同應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)，不僅僅要求數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)能夠完成數(shù)據(jù)傳輸，更是要求傳輸速度快且穩(wěn)定可靠。因此，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流速控制非常重要。高效的流速控制可以緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。但是，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心流速控制存在兩方面問題：一是應(yīng)用層帶寬分配存在帶寬難以按需分配、動態(tài)分配和公平共享與競爭等問題；二是網(wǎng)絡(luò)傳輸層擁塞控制

2、存在應(yīng)用流量的需求難以感知和抽象、擁塞窗口難以按需調(diào)控等問題。
　　為此，本論文主要圍繞應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)傳輸層對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流速控制展開研究。首先，在應(yīng)用層我們提出了一種基于應(yīng)用需求的動態(tài)帶寬分配算法Borrow-Return-Preempt（BRP），以提高應(yīng)用請求成功率和網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率為目標(biāo)。在帶寬預(yù)留過多時，應(yīng)用將閑置的帶寬借給其他應(yīng)用，反之，向其他應(yīng)用索還帶寬、借取帶寬以及搶占帶寬來滿足請求。其次，在傳輸層，我們設(shè)計了一種基于

3、應(yīng)用感知的擁塞控制方法——基本比例模型，協(xié)同考慮鏈路的擁塞程度、應(yīng)用的急迫性需求以及應(yīng)用的優(yōu)先級,并以減少應(yīng)用的平均完成時間為研究目標(biāo)。隨著網(wǎng)絡(luò)擁塞程度變大，應(yīng)用流的擁塞窗口變小，優(yōu)先級高急迫性大的流比優(yōu)先級低急迫性小的流擁塞窗口大。
　　實驗表明，相對于傳統(tǒng)的帶寬公平分配方法，本論文的BRP方法最大提高了19.7%的帶寬利用率和37%的應(yīng)用請求成功率，平均提高了11.8%的帶寬利用率和21.9%的應(yīng)用請求成功率。通過理論論證和實