云計算數(shù)據(jù)中心光互連網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、通過在共享架構(gòu)上動態(tài)地部署服務(wù)，云計算能夠以高效、靈活的方式使用IT資源，它在降低網(wǎng)絡(luò)成本的同時提高了用戶的感知。數(shù)據(jù)中心是云計算的核心支持平臺，在云環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)將發(fā)揮尤為重要的作用。傳統(tǒng)構(gòu)架難以滿足應(yīng)用對于時延、對分帶寬、擴展性等各方面的要求。新的電互連架構(gòu)則增加了網(wǎng)絡(luò)拓撲的復(fù)雜度和設(shè)備開銷。隨著光集成電路工藝的成熟和硅光技術(shù)的發(fā)展，光互連架構(gòu)獲得研究人員的廣泛關(guān)注。與電互連技術(shù)相比，光互連在帶寬、時延、能耗、傳輸透明性方面都具有巨大

2、的優(yōu)勢，因此光互連架構(gòu)成為一種較為理想的互連方案。
　　相對于集中式光互連架構(gòu)，分布式光互連能夠提供更高的擴展性和靈活度。因此本文將重點研究云計算數(shù)據(jù)中心分布式光互連架構(gòu)的設(shè)計?？紤]數(shù)據(jù)中心同時存在帶寬需求較高的象流和突發(fā)性較強的小流，結(jié)合光電路交換和電分組交換的混合機制能夠較好滿足多種流量的特性需求。因此本文分別設(shè)計了以服務(wù)器為中心和以交換機為中心的光電混合互連架構(gòu)。為克服傳統(tǒng)光電路交換帶寬利用率較低的問題，上述架構(gòu)從交換機制，

3、通信策略，路由器結(jié)構(gòu)等方面做出了改進。混合網(wǎng)絡(luò)雖然能夠改善網(wǎng)絡(luò)的時延和吞吐性能，但仍無法徹底克服電互連技術(shù)的缺陷。為有效縮減開銷并降低網(wǎng)絡(luò)能耗，本文進一步設(shè)計了分布式全光互連架構(gòu)RingCube(k,n,r)，該架構(gòu)通過將超立方拓撲嵌入環(huán)形拓撲以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點度的降低和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的靈活擴展。為最大限度避免網(wǎng)絡(luò)阻塞，提高網(wǎng)絡(luò)性能，RingCube通過流量匯聚提高光鏈路的傳輸效率，同時通過優(yōu)化的波長分配策略實現(xiàn)了all-to-all通信模式下簇