在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代,各個(gè)領(lǐng)域每分每秒都在產(chǎn)生大量的信息,這些數(shù)據(jù)需要及時(shí)地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街付〝?shù)據(jù)中心進(jìn)行分析,隨著數(shù)據(jù)量的增加和不斷提高的服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service,Qo S）要求,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)盡力而為的數(shù)據(jù)傳輸方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求,在軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking,SDN）的高速發(fā)展下,具有帶寬預(yù)留功能的高性能網(wǎng)絡(luò)（High-Performance Network,HPN）逐漸被認(rèn)可。本文主要研究高性能網(wǎng)絡(luò)下對(duì)于一批提前預(yù)留請(qǐng)求的帶寬調(diào)度問(wèn)題以及提前預(yù)留請(qǐng)求和實(shí)時(shí)預(yù)留請(qǐng)求的聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題,分別以成功率和用戶(hù)滿(mǎn)意度作為服務(wù)質(zhì)量指標(biāo),證明問(wèn)題的NP完全性并分別設(shè)計(jì)啟發(fā)式算法,進(jìn)行大量仿真實(shí)驗(yàn)。研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面:（1）對(duì)于一批提前預(yù)留請(qǐng)求的帶寬調(diào)度問(wèn)題,證明了問(wèn)題是NP完全問(wèn)題,并且為了平衡帶寬資源使用以傳輸更多的用戶(hù)請(qǐng)求,優(yōu)先使用帶寬資源最大的時(shí)隙,據(jù)此設(shè)計(jì)啟發(fā)式算法,進(jìn)一步提高總成功率。（2）對(duì)于提前預(yù)留請(qǐng)求和實(shí)時(shí)預(yù)留請(qǐng)求的聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題,證明問(wèn)題是NP完全問(wèn)題,并設(shè)計(jì)啟發(fā)式算法。問(wèn)題涉及兩種請(qǐng)求類(lèi)型,提前預(yù)留請(qǐng)求和實(shí)時(shí)... 

【文章來(lái)源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SDN基本結(jié)構(gòu)

外，Mininet仿真工具已經(jīng)被廣泛用于構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋄49,50]，基于Mininet仿真工具，研究人員可使用OpenvSwitch[51]的虛擬實(shí)例模擬虛擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械拿總�(gè)交換機(jī)，然后選擇OpenDaylight[52]作為OpenFlow控制器，OpenDaylight是一個(gè)基于Java的模塊化開(kāi)放平臺(tái)，用于自定義任意規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。由于在Mininet仿真過(guò)程中，引入調(diào)度過(guò)程產(chǎn)生的開(kāi)銷(xiāo)與調(diào)度算法的運(yùn)行時(shí)間相比微不足道[53]，所以研究人員可在基于Mininet系統(tǒng)的仿真SDN測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，確定算法性能優(yōu)劣。2.1.2高性能網(wǎng)絡(luò)的基本框架高性能網(wǎng)絡(luò)的基本框架如圖2所示。數(shù)據(jù)中心間通過(guò)高性能網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)包括控制平面和數(shù)據(jù)平面，控制平面的帶寬調(diào)度器接受源端數(shù)據(jù)中心的用戶(hù)請(qǐng)求，并基于全局網(wǎng)絡(luò)視圖（GNV）計(jì)算路徑，通過(guò)OpenFlow協(xié)議管理流表并發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)平面的交換機(jī)（支持OpenFlow協(xié)議），交換機(jī)分析流表信息實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，最終傳輸?shù)侥繕?biāo)數(shù)據(jù)中心。控制平面帶寬調(diào)度器源端數(shù)據(jù)中心目標(biāo)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)平面圖2高性能網(wǎng)絡(luò)基本框架數(shù)據(jù)平面包括交換機(jī)、路由器、邊緣電路等所有基礎(chǔ)設(shè)備。UltraScienceNet[14]是一個(gè)廣域?qū)嶒?yàn)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)，用于支持下一代計(jì)算科學(xué)應(yīng)用程序所需的聯(lián)網(wǎng)功能的

第二章高性能網(wǎng)絡(luò)概述和帶寬調(diào)度的介紹和分析11開(kāi)發(fā)，提供用于大型數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?zhuān)用高帶寬通道，以及用于精細(xì)控制操作的高分辨率、高精度通道，該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)平面連接橡樹(shù)嶺、亞特蘭大、芝加哥、西雅圖和森尼韋爾。高性能網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)是可對(duì)帶寬資源進(jìn)行合理預(yù)留和分配，相比接收命令并傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平面，控制平面才是高性能網(wǎng)絡(luò)的核心，它的基本框架如圖3所示[7]�？蛻�(hù)端接口添加/刪除/修改發(fā)出/回收帶寬預(yù)留請(qǐng)求用戶(hù)管理令牌管理服務(wù)器前端帶寬調(diào)度器信令守護(hù)進(jìn)程用戶(hù)登錄身份驗(yàn)證帶寬請(qǐng)求令牌認(rèn)證數(shù)據(jù)庫(kù)管理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)/設(shè)備連接信息鏈路帶寬預(yù)留數(shù)據(jù)待處理/活動(dòng)/過(guò)期的信令文件用戶(hù)信息令牌信息控制流數(shù)據(jù)流圖3高性能網(wǎng)絡(luò)控制平面的基本框架這些組件之間的交互發(fā)生在數(shù)據(jù)平面或控制平面上，以完成用戶(hù)提出的帶寬預(yù)留、路徑尋找和設(shè)備信令的任務(wù)�？刂破矫娴牟僮骺梢杂芍醒牍芾砉�(jié)點(diǎn)或分布在網(wǎng)絡(luò)上的一組節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)。用戶(hù)可以使用基于SOAP（SimpleObjectAccessProtocol）的XML消息交換，通過(guò)Web瀏覽器或Web服務(wù)客戶(hù)端與系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程交互。但無(wú)論選擇何種方式，每個(gè)用戶(hù)都必須具有有效的用戶(hù)證書(shū)、帳戶(hù)和密碼才能登錄控制平面系統(tǒng)。用戶(hù)密碼通過(guò)單向哈希函數(shù)進(jìn)行加密，并且僅存儲(chǔ)加密的密碼，服務(wù)器前端可以部署Web服務(wù)器或Web服務(wù)，以接受來(lái)自具有有效憑據(jù)的用戶(hù)的帶寬預(yù)留請(qǐng)求。其中，用戶(hù)管理模塊支持具有管理特權(quán)的特殊用戶(hù)組，以增加、刪除、顯示或修改用戶(hù)信息。用戶(hù)之間通過(guò)它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的邊緣，或核心交換機(jī)上分配的端口進(jìn)行連接。由于連接通常涉及分配給不同用戶(hù)端口的情況，因此基于令牌的方案被用于授權(quán)和信道設(shè)置的協(xié)調(diào)工作。創(chuàng)建用戶(hù)帳戶(hù)后，會(huì)將一個(gè)用戶(hù)分配給一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)組，每個(gè)

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]高性能網(wǎng)絡(luò)中面向大數(shù)據(jù)傳輸QoS的帶寬調(diào)度研究[D]. 侯?lèi)?ài)琴.西北大學(xué) 2018

碩士論文
[1]高性能網(wǎng)絡(luò)中多優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求的靈活多路徑帶寬調(diào)度算法研究[D]. 張曉陽(yáng).西北大學(xué) 2019



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