數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡負載均衡與容錯研究.pdf

1、云計算時代數(shù)據(jù)量的迅猛增長，從可擴展性、可用性和安全性等多個方面對數(shù)據(jù)中心提出了新的挑戰(zhàn)，以滿足數(shù)據(jù)量增長的高運算能力和強存儲能力的要求。而隨著高速、低延時、大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的部署，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的很多問題也開始顯現(xiàn)出來，如數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡體系結構的設計、負載均衡、容錯等。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡的分布式特性，以前數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的負載均衡和容錯往往只考慮網(wǎng)絡局部的性能，并不能達到全局最優(yōu)。為了能更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的負載均衡和容錯，需從全網(wǎng)的角度來考

2、慮這些問題。
　　本文介紹了軟件定義網(wǎng)絡(SDN)，分析和研究了現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡負載均衡和容錯方法的不足，提出把軟件定義網(wǎng)絡的思想用于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡，以獲得整個數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的視圖，并根據(jù)此視圖來實現(xiàn)負載均衡和容錯，從而彌補現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡無法從全局的角度實現(xiàn)負載均衡和容錯的缺點。
　　其次，本文基于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡流量的特點以及SDN控制器的集中控制特性，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的負載均衡和容錯進行了研究，提出了基于大流的負載均衡算法LF

3、LB和基于多路徑的容錯算法MPFT。LFLB算法根據(jù)SDN控制器中的網(wǎng)絡拓撲信息、控制器定時收集到的各個流的信息為網(wǎng)絡中的大流選擇互不沖突的路徑來達到全網(wǎng)的負載均衡，MPFT算法根據(jù)SDN控制器中的網(wǎng)絡拓撲和鏈路利用率等信息為受故障影響的流選擇繞過故障的路徑。兩個算法都基于SDN控制器中的全網(wǎng)視圖，考慮了整個網(wǎng)絡的狀態(tài)，因此能更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的負載均衡和容錯。
　　最后，本文設計了實驗場景，對LFLB和MPFT算法進行了驗證