為了解決超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的流量傾斜問題,提出了一種新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2-Tier.首先,考慮到超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)存在結(jié)構(gòu)對稱性和用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)傾斜性之間的天然矛盾,設(shè)計了具有共生抗傾斜能力且可演化部署的2層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),并給出其網(wǎng)絡(luò)模型,上層基于覆蓋網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)按需移動式拓?fù)?下層采用當(dāng)前數(shù)據(jù)中心最佳實踐的對稱式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?進而,基于多重圖設(shè)計了該網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型.隨后基于可重構(gòu)底層通信技術(shù)給出技術(shù)實現(xiàn)方案,并設(shè)計了3種可演化部署技術(shù)路線.從算法實現(xiàn)角度探討了2類基于2-Tier架構(gòu)的流量熱區(qū)應(yīng)對方式.理論分析證明2-Tier是有效的,能夠降低最大邊介數(shù)值,提高網(wǎng)絡(luò)傳輸容量,改善網(wǎng)絡(luò)流量傾斜性.仿真實驗結(jié)果表明,相比于現(xiàn)有可重構(gòu)架構(gòu),2-Tier架構(gòu)帶來26.1%的最大邊介數(shù)下降,其增鏈效率提升13%. 2-Tier層間拓?fù)浼墕栴}的進一步研究有望促進更具彈復(fù)性新型物理層通信技術(shù)的出現(xiàn). 

【文章來源】：東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,50(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

2-Tier網(wǎng)絡(luò)模型示意圖

本文定義2-Tier網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵ΨQ多重圖G(V,E,S,T,Q).其中,(S,T)為可變拓?fù)渥訉拥墓?jié)點集合;Q為可重構(gòu)鏈路集合,其鏈路兩端節(jié)點分別屬于V和S. 2-Tier數(shù)學(xué)模型示意圖如圖2所示.2 2-Tier技術(shù)實現(xiàn)

第1代可重構(gòu)拓?fù)渥訉訉崿F(xiàn)技術(shù)使用鏈路智能開關(guān)(on/off),以按需開閉所控制鏈路,實時生成和重構(gòu)所需拓?fù)?滿足可重構(gòu)性要求. Kandula等[14]提出飛路技術(shù),通過有向無線技術(shù)(60 GHz)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)無線通信設(shè)計方案,其設(shè)計示意圖如圖3所示. 這一設(shè)計就像在柜頂交換機之間實現(xiàn)了多條飛路,這些飛路可以作為重構(gòu)用鏈路,滿足2-Tier結(jié)構(gòu)上層要求,實現(xiàn)部分連接形態(tài)的可重構(gòu)拓?fù)?帶有3D-MEMS光開關(guān)的全光交換機的研制也已經(jīng)取得進展,其原理示意圖如圖4所示. 這種光交換機所有端口均采用光模塊,背板(crossbar)交換結(jié)構(gòu)由3D-MEMS機制的小鏡轉(zhuǎn)向完成. 這一通過光路切換實現(xiàn)的物理開關(guān)結(jié)構(gòu)完全符合上述智能開關(guān)需求,實現(xiàn)全連接形態(tài)的上層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?


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