【摘要】：隨著國內(nèi)外云服務(wù)的不斷發(fā)展,云服務(wù)背后所依托的數(shù)據(jù)中心也在快速發(fā)展。數(shù)據(jù)中心里的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源都通過一些虛擬化的方式為租戶提供定制化的服務(wù),保證租戶的資源需求。對于云服務(wù)公司來說,定制化的服務(wù)可以吸引更多的中小型企業(yè)和用戶將其IT服務(wù)轉(zhuǎn)移到云端,提高云服務(wù)的資源利用率,同時也提升了公司收益。對于租戶來說,他們不用關(guān)注IT環(huán)境部署,減少了維護成本,同時可以集中精力進行業(yè)務(wù)發(fā)展。本論文對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中多租戶多目標(biāo)的帶寬分配問題進行研究,這里的目標(biāo)指的是數(shù)據(jù)流的時延、平均完成時間等指標(biāo)。通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬資源分配,我們可以提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的利用率,進而提高上層IT服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)中心中的帶寬分配需要同時支持多租戶之間的帶寬隔離和租戶內(nèi)部的數(shù)據(jù)流的目標(biāo)優(yōu)化。本論文提出一個“租戶-目標(biāo)”切片概念,用來表示一個租戶內(nèi)同一網(wǎng)絡(luò)性能目標(biāo)里的所有數(shù)據(jù)流,每個切片由多個隧道組成,每個隧道容納切片內(nèi)一對虛擬機之間的所有數(shù)據(jù)流。本論文提出了一個棧式擁塞控制框架(SCC),作為中介層運行于宿主機的虛擬管理程序中。棧式擁塞控制框架是一個分布式的基于主機端的帶寬分配設(shè)計,由上下兩層構(gòu)成,其中底層擁塞控制子框架(UCC)處理不同切片之間的帶寬分配,上層私有擁塞控制子框架(PCC)對每個切片內(nèi)部的數(shù)據(jù)流進行目標(biāo)優(yōu)化。每個切片通過一定策略賦予給定權(quán)重Ws,上下兩層通過切片內(nèi)部的隧道連接起來,并且每個隧道被賦予一個權(quán)重Wt。底層擁塞控制子框架維持切片內(nèi)所有隧道權(quán)重之和等于切片權(quán)重∑(?)t∈sWt = Ws,從而分布式地、對租戶透明地實現(xiàn)切片之間的帶權(quán)重的帶寬分配;同時UCC對底層網(wǎng)絡(luò)提供了統(tǒng)一的擁塞控制策略,解決了不同目標(biāo)協(xié)議共存相互干擾的問題。上層私有擁塞控制框架根據(jù)隧道內(nèi)數(shù)據(jù)流的目標(biāo)特性動態(tài)計算隧道的權(quán)重,進而實現(xiàn)切片內(nèi)隧道之間帶寬動態(tài)分配,實現(xiàn)目標(biāo)優(yōu)化。我們在每個隧道的入口部署了一個發(fā)送隊列限速器,這樣可以將切片之間帶寬隔離和切片內(nèi)目標(biāo)優(yōu)化機制完全分離開,使得我們的框架更加靈活可擴展。最后,我們通過小規(guī)模的實驗床實驗和大規(guī)模的NS-2仿真實驗來驗證我們的系統(tǒng)設(shè)計方案。與多目標(biāo)協(xié)議直接共存的情景相比,SCC能夠較好地解決多目標(biāo)協(xié)議共存相互干擾的問題,同時實現(xiàn)了租戶之間的帶寬按權(quán)重分配隔離。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP308;TP393.09
【圖文】：

而一些大數(shù)據(jù)分布式系統(tǒng)（如Ｈａｄｏｏｐ，Ｓｐａｒｋ）應(yīng)運而生，用來處理這種更大級逡逑別的數(shù)據(jù)集。這就需要高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)通信來提高大數(shù)據(jù)的處理速度。同時，人逡逑們對于Ｗｅｂ服務(wù)質(zhì)丨卩：要求越來越高，Ｗｅｂ需要提供更可靠低時延的服務(wù)�？偠义涎灾诋�(dāng)今的數(shù)據(jù)中心里，運行著不同的應(yīng)用（如Ｗｅｂ搜索，廣告服務(wù)，數(shù)逡逑據(jù)處理，視頻網(wǎng)站等），而這些服務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)需求卻不盡相同，有的需要逡逑保證低時延，有的需要保證高帶寬。逡逑根據(jù)思科公司的一個白皮書報告｜７１，到２０２１年，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)流逡逑量？將達到７１．５％。隨著數(shù)據(jù)中心里的業(yè)務(wù)不斷擴展，應(yīng)用規(guī)模不斷增大，數(shù)據(jù)逡逑中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。為了滿足業(yè)務(wù)的需求，提供高性能高可靠的逡逑服務(wù)，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)生了很大的變化，由（‘核心－匯聚－接入”這種傳統(tǒng)的三逡逑層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)轉(zhuǎn)向扁平的“Ｌｅａｆ－Ｓｐｉｎｅ”的Ｃｌｏｓ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由昂貴的專有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備逡逑轉(zhuǎn)向基于廉價芯片的商用交換機，提高了可擴展性，能夠更好的滿足數(shù)據(jù)中心逡逑內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通信。如圖１－１，這種三層傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不能很好地滿足數(shù)據(jù)中心逡逑內(nèi)部大量的通信。而圖１－２中的Ｃｌｏｓ拓?fù)淠Ｐ筒捎糜枚鄠�小規(guī)模、低成本的單逡逑元構(gòu)建出復(fù)雜，大規(guī)模的架構(gòu)。逡逑

１．１研究背景３逡逑中心里的各種應(yīng)用服務(wù)。這樣的架構(gòu)在十年內(nèi)將帶寬容量提升了邋１００倍，提逡逑供了超過ｌＰｂｐｓ的雙向帶寬。除了谷歌的這種架構(gòu)，其他巨頭公司（如微軟、逡逑Ｆａｃｅｂｏｏｋ、領(lǐng)英等）在其自家內(nèi)部數(shù)據(jù)中心里也提出相應(yīng)的新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Ｗ。逡逑雖然現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的帶寬容量獲得很大的提升，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)利用率達逡逑到２５％時候，網(wǎng)絡(luò)中依然會出現(xiàn)嚴(yán)重的擁塞丟包現(xiàn)象。造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的原因有逡逑很多種：逡逑１．在短時間內(nèi)產(chǎn)生大黽突發(fā)流、出現(xiàn)ＴＣＰ邋Ｉｎｃａｓｔ問題？，如圖１－３，邋ＴｏＲ交換逡逑機和主機端的扇入N包占到總丟包的９８．７％。逡逑２．商用交換機的內(nèi)存容量有限，一般每個端口只有８個隊列。逡逑３．為了節(jié)約成本，網(wǎng)絡(luò)部分區(qū)域總會存在超占比（Ｏｖｅｒｓｕｂｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）現(xiàn)象，如逡逑圖１－３，比如ＴｏＲ上行鏈路超占比，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時候，ＴｏＲ交換機會出逡逑現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。逡逑４．當(dāng)流分布不均勻和發(fā)生故障時候，數(shù)據(jù)流的哈希運算存在缺陷。逡逑Ｓｐｉｎｅ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逡逑

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宋杰;孫宗哲;劉慧;鮑玉斌;于戈;;混合供電數(shù)據(jù)中心能耗優(yōu)化研究進展[J];計算機學(xué)報;2018年期

2 錢一飛;扈永正;焦斌;;數(shù)據(jù)中心運維管理之我見[J];中國新通信;2018年12期

3 ;阿里再度聯(lián)手?jǐn)?shù)據(jù)港合建數(shù)據(jù)中心[J];電腦知識與技術(shù)(經(jīng)驗技巧);2018年06期

4 趙吉志;;淺談數(shù)據(jù)中心綠色分級評估方法[J];科技浪潮;2012年05期

5 ;云操作系統(tǒng) 云數(shù)據(jù)中心神經(jīng)系統(tǒng)[J];科技浪潮;2011年S1期

6 趙吉志;;數(shù)據(jù)中心效能評估指標(biāo)簡介[J];科技浪潮;2013年02期

7 ;浪潮推出云海集裝箱數(shù)據(jù)中心[J];科技浪潮;2011年02期

8 ;浪潮“行業(yè)云”和云數(shù)據(jù)中心演示引人注目[J];科技浪潮;2011年02期

9 ;云操作系統(tǒng) 云數(shù)據(jù)中心神經(jīng)系統(tǒng)[J];科技浪潮;2011年03期

10 ;浪潮發(fā)布云海集裝箱數(shù)據(jù)中心[J];科技浪潮;2011年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 楊羽虎;;甘肅省煙草專賣商業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨的安全風(fēng)險及對策[A];中國煙草學(xué)會2016年度優(yōu)秀論文匯編—— 信息化管理主題[C];2016年

2 關(guān)麗紅;劉彥

本文編號：2742329