云計(jì)算數(shù)據(jù)中心光互連網(wǎng)絡(luò)的研究
本文選題:云計(jì)算 + 數(shù)據(jù)中心; 參考:《西安電子科技大學(xué)》2013年碩士論文
【摘要】:通過在共享架構(gòu)上動(dòng)態(tài)地部署服務(wù),云計(jì)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(shí)提高了用戶的感知。數(shù)據(jù)中心是云計(jì)算的核心支持平臺(tái),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(duì)于時(shí)延、對(duì)分帶寬、擴(kuò)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?fù)涞膹?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(shí)延、能耗、傳輸透明性方面都具有巨大的優(yōu)勢(shì),因此光互連架構(gòu)成為一種較為理想的互連方案。 相對(duì)于集中式光互連架構(gòu),分布式光互連能夠提供更高的擴(kuò)展性和靈活度。因此本文將重點(diǎn)研究云計(jì)算數(shù)據(jù)中心分布式光互連架構(gòu)的設(shè)計(jì)?紤]數(shù)據(jù)中心同時(shí)存在帶寬需求較高的象流和突發(fā)性較強(qiáng)的小流,結(jié)合光電路交換和電分組交換的混合機(jī)制能夠較好滿足多種流量的特性需求。因此醞釀文分別設(shè)計(jì)了以服務(wù)器為中心和以交換機(jī)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(jī)制,通信策略,路由器結(jié)構(gòu)等方面做出了改進(jìn);旌暇W(wǎng)絡(luò)雖然能夠改善網(wǎng)絡(luò)的時(shí)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(jìn)一步設(shè)計(jì)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?fù)淝度氕h(huán)形拓?fù)湟詫?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度的降低和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的靈活擴(kuò)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(shí)通過優(yōu)化的波長(zhǎng)分配策略實(shí)現(xiàn)了all-to-all通信模式下簇內(nèi)的無阻塞通信和簇間的低阻塞通信。
[Abstract]:By dynamically deploying services on a shared architecture, cloud computing can use IT resources in an efficient and flexible manner, which reduces network costs and enhances user awareness.Data center is the core support platform of cloud computing. In cloud environment, network will play a particularly important role.The traditional architecture is difficult to meet the requirements of applications such as delay, bandwidth sharing, expansibility and so on.The new electrical interconnection architecture increases the complexity of network topology and device overhead.With the maturity of optical integrated circuit technology and the development of silicon optical technology, optical interconnection architecture has been widely concerned by researchers.Compared with electrical interconnection technology, optical interconnection has great advantages in bandwidth, delay, energy consumption and transmission transparency. Therefore, optical interconnection architecture has become an ideal interconnection scheme.Compared with centralized optical interconnection architecture, distributed optical interconnection can provide higher scalability and flexibility.Therefore, this paper will focus on the design of cloud computing data center distributed optical interconnection architecture.Considering that there are image streams with high bandwidth requirement and small streams with strong burst in the data center, the hybrid mechanism of optical circuit switching and packet switching can better meet the requirements of various traffic characteristics.Therefore, a hybrid optoelectronic interconnection architecture based on server and switch is designed.In order to overcome the problem of low bandwidth utilization in traditional optical circuits, the above architecture is improved in terms of switching mechanism, communication strategy and router structure.Although the hybrid network can improve the delay and throughput performance of the network, it can not completely overcome the shortcomings of the electrical interconnection technology.In order to effectively reduce overhead and reduce network energy consumption, a distributed all-optical interconnection architecture (RingCube) is further designed in this paper. The hypercube topology is embedded in the ring topology to reduce the network node size and extend the network scale flexibly.In order to avoid the network congestion and improve the network performance RingCube improves the transmission efficiency of optical links through traffic convergence. At the same time the non-blocking communication in clusters and the low-blocking communication among clusters in all-to-all communication mode are realized by optimized wavelength assignment strategy.
【學(xué)位授予單位】:西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:TP308
【共引文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1757753
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