本文關鍵詞：基于SDN實現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心Web請求快速響應的方法研究　出處：《吉林大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著信息技術和網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展,如今互聯(lián)網(wǎng)無處不在,人們習慣通過互聯(lián)網(wǎng)工作學習,溝通交流,購物娛樂。隨之而來的則是普遍擁有巨大訪問總量和并發(fā)訪問量的大型站點的不斷涌現(xiàn),此類站點需要構建在能夠承擔相應訪問量的大型數(shù)據(jù)中心中。為了響應大量的訪問請求,云數(shù)據(jù)中心通常會提供運行相同服務的主機,從而分擔因巨大訪問量所帶來的處理負擔,達到同時響應大量并發(fā)請求的目的。而這一過程相對于用戶而言卻是透明的,用戶只需關心其響應速度和服務質量,因此如何使云數(shù)據(jù)中心對大量的請求提供快速的響應成為了研究熱點。為了加快請求的響應速度,首先應該優(yōu)化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的拓撲結構。伴隨著服務器數(shù)量和業(yè)務規(guī)模的不斷擴展,數(shù)據(jù)中心需要擁有一個足以保障寬帶但開銷較小的大規(guī)模網(wǎng)絡拓撲結構,這樣的優(yōu)越性對于提升訪問速度有顯著的作用。其次,提升訪問速度還應該考慮服務器的負載均衡問題,充分利用各臺服務器的CPU、內(nèi)存等資源來增大吞吐量,提高響應速度。除此之外,大量并發(fā)請求的到來會使數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡面臨巨大的挑戰(zhàn),可能出現(xiàn)網(wǎng)絡擁塞,甚至是丟包等情況,導致響應時間延長。因此,提升請求的Qo S是提升響應速度的重要手段。近年來,SDN網(wǎng)絡架構稱為互聯(lián)網(wǎng)領域研究的熱點,被業(yè)界認定為新一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向[1]。該架構通過將傳統(tǒng)路由器的控制平面抽象到控制層,使其能夠掌握全網(wǎng)的拓撲、鏈路以及主機的信息,進而管理全局網(wǎng)絡設備,很容易完成服務器及鏈路的負載均衡,從而規(guī)避了硬件負載均衡服務器方式價格昂貴,靈活性差,且存在單點故障等一系列缺點。與此同時,該架構還能夠基于各種粒度靈活地實現(xiàn)Qos路由策略。綜上所述,為了實現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心web請求的快速響應,本文提出利用SDN作為數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡架構,底層采用當前數(shù)據(jù)中心廣泛使用的FAT-Tree網(wǎng)絡拓撲,不僅能夠更加方便有效的實現(xiàn)負載均衡,規(guī)避了傳統(tǒng)負載均衡的缺點,同時還能根據(jù)流量類型,制定靈活的Qo S策略,保證web請求流量的響應時間。為此,本文的工作如下:首先,研究SDN網(wǎng)絡架構和Open Flow協(xié)議的產(chǎn)生背景、適用場景以及它與傳統(tǒng)網(wǎng)絡的不同之處。其次,研究了SDN的實現(xiàn)原理、各種控制器的模塊結構以及Open Flow協(xié)議[2]。然后,研究了當前數(shù)據(jù)中心常用的拓撲結構,并重點分析了Fat-Tree拓撲結構的原理及其優(yōu)缺點。最后,研究了數(shù)據(jù)中心中負載均衡算法的實現(xiàn)方式,及其負載均衡算法、Qo S路由算法。最終,在總結上述研究工作的基礎上,本文提出了在SDN控制器中利用改進的一致性hash算法選擇響應請求的目標主機,實現(xiàn)負載均衡,然后通過控制器掌握的全網(wǎng)信息,利用拉格朗日松弛算法,在多項式時間內(nèi)選擇出一條能夠在規(guī)定的延遲內(nèi)到達選擇的目標主機且擁有最小代價的路徑。通過上述兩方面的改進,加快了web請求的響應速度。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP308

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 YAN Jinyao;ZHANG Hailong;SHUAI Qianjun;LIU Bo;GUO Xiao;;HiQoS:An SDN-Based Multipath QoS Solution[J];中國通信;2015年05期

2 張朝昆;崔勇;唐，

本文編號：1314065