數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的路由和傳輸協(xié)議優(yōu)化方案研究.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)、云計算和高性能計算熱潮的興起及發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為業(yè)務應用的載體，已然成為業(yè)界應用和學術研究的熱點。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的特性與傳統(tǒng)廣域網(wǎng)差異巨大，部署在數(shù)據(jù)中心中的應用需求以及數(shù)據(jù)流量的特性千差萬別極富變化，這些對數(shù)據(jù)中心的可用性可靠性提出了新的要求。本文從提升數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡通信的高帶寬低時延這兩個性能出發(fā)，對數(shù)據(jù)中心常用的胖樹拓撲路由方案設計以及數(shù)據(jù)中心突發(fā)同步數(shù)據(jù)流間的沖突緩解問題這兩個細分領域進行探索性的研究。
　　本文研

2、究了數(shù)據(jù)中心的負載均衡路由問題。Fat-tree網(wǎng)絡拓撲具有等分帶寬等特性，廣泛應用在數(shù)據(jù)中心。但當前負載均衡的路由選擇算法在不同的數(shù)據(jù)流量模型下各有優(yōu)劣，并且實現(xiàn)復雜。我們回歸到負載均衡思想的根本點出發(fā)，采用固定的周期性序列的服務器和頂層交換機連接配置，將數(shù)據(jù)平均發(fā)散到各個頂層交換機，使得系統(tǒng)能達到良好的負載平衡，對數(shù)據(jù)流量模型不存在任何的依賴性。并且采用固定連接的方案不需要上行的緩存和調(diào)度，流控機制簡化成單級流控，大大減輕了網(wǎng)絡硬件

3、實現(xiàn)和控制信息的復雜性。
　　本文研究了數(shù)據(jù)中心并發(fā)流量導致?lián)砣麃G包的問題。并發(fā)數(shù)據(jù)流同步傳輸會導致瓶頸匯聚交換機擁塞丟包，從而導致等待超時重傳吞吐量下降。DCTCP能一定程度緩解，但具有支持并發(fā)流上限。我們在DCTCP的基礎上，通過修改協(xié)議兼容的ECN協(xié)議，將丟包打上特定標志后反向路由回溯到發(fā)送端，作為丟包顯式通知;在發(fā)送端引入基于流的截斷二元指數(shù)退避重傳機制，以達到吞吐量和重傳率的有效合理折衷。我們提出的改進型DCTCP在數(shù)據(jù)