本文關(guān)鍵詞：面向數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延的性能優(yōu)化策略，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數(shù)據(jù)中心是由成千上萬臺(tái)用于計(jì)算和存儲(chǔ)的服務(wù)器相互連接組成的大規(guī)模設(shè)施,為網(wǎng)頁搜索、社交網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等大型應(yīng)用提供支持。隨著近年來用戶對(duì)這類大型應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量需求的增長,越來越多的的資金被投入到對(duì)數(shù)據(jù)中心性能的優(yōu)化當(dāng)中來,這催生了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)提升網(wǎng)絡(luò)性能的大量研究。在使用TCP傳輸數(shù)據(jù)的私有數(shù)據(jù)中心中,經(jīng)常能觀察到流量的爆發(fā)式增長,許多流超時(shí)重傳,大大增加了任務(wù)的完成時(shí)間。通過對(duì)流量爆發(fā)場(chǎng)景的仿真實(shí)驗(yàn)觀察,我們發(fā)現(xiàn)超時(shí)造成的鏈路空閑區(qū)間是延遲任務(wù)完成時(shí)間的主要因素,此外,對(duì)TCP快重傳機(jī)制的分析,得出了流的窗口增長的不公平性決定了空閑區(qū)間長度的結(jié)論�；谶@些觀察分析,我們提出了保證窗口增長公平性的速率控制算法MIP(Minimizing Idle Period),仿真實(shí)驗(yàn)表明,在流量爆發(fā)式增長的情況下,MIP依然能夠獲得近乎最優(yōu)的任務(wù)完成時(shí)間。在多租戶共享的云數(shù)據(jù)中心中,時(shí)延必須得到保證,而為租戶提供最小帶寬保證可以做到這一點(diǎn)。帶寬保證要求將網(wǎng)絡(luò)虛擬化并以資源的形式按需提供給租戶使用,這主要包含兩部分的工作,一方面,對(duì)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的模型必須真實(shí)地反映租戶應(yīng)用程序的通信特點(diǎn),另一方面,將租戶的請(qǐng)求映射到數(shù)據(jù)中心物理機(jī)的過程必須盡量避免不必要的帶寬浪費(fèi)。而最近的工作沒有考慮到中間件(MiddleBox)對(duì)時(shí)延性能的影響,無法保證網(wǎng)絡(luò)性能。我們提出了針對(duì)中間件的VMBA(Virtual MiddleBox Application)模型以及對(duì)應(yīng)的放置算法MBCloud,仿真實(shí)驗(yàn)證明,在相同的虛擬機(jī)利用率情況下MBCloud算法比沒有考慮中間件的Hadrian算法多接受11.3%的租戶請(qǐng)求。本文的主要貢獻(xiàn)有以下三點(diǎn)：(1)觀察分析了影響數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的因素；(2)針對(duì)私有數(shù)據(jù)中心提出了減少任務(wù)完成時(shí)間的算法；(3)針對(duì)云數(shù)據(jù)中心提出了保證網(wǎng)絡(luò)時(shí)延性能的中間件和虛擬機(jī)放置算法。實(shí)驗(yàn)表明,我們的算法很好地保證了時(shí)延的性能。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) 時(shí)延 帶寬保證 傳輸機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP308;TP393.06
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時(shí)延11-13
• 1.2 研究目的及意義：低而且可預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延13-14
• 1.3 本文的工作14-19
• 1.3.1 數(shù)據(jù)中心內(nèi)TCP性能測(cè)量與分析14-17
• 1.3.2 低時(shí)延數(shù)據(jù)中心傳輸機(jī)制17-18
• 1.3.3 中間件的虛擬化模型和放置算法18
• 1.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)18-19
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 問題定義21-29
• 2.1 數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的特性21-22
• 2.2 TCP協(xié)議的問題22-24
• 2.3 研究現(xiàn)狀24-28
• 2.3.1 基于擁塞控制的算法24-26
• 2.3.2 基于超時(shí)處理的算法26-27
• 2.3.3 其他方案27-28
• 2.4 挑戰(zhàn)28-29
• 第三章 面向低時(shí)延數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議：MIP29-47
• 3.1 對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)時(shí)延的觀測(cè)29-34
• 3.1.1 TCP超時(shí)處理機(jī)制31-33
• 3.1.2 影響數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的因素33-34
• 3.1.3 小結(jié)34
• 3.2 保證公平競(jìng)爭的速率控制算法34-38
• 3.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-36
• 3.2.2 解決思路36-38
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證38-44
• 3.3.1 任務(wù)結(jié)束時(shí)間MCT39-40
• 3.3.2 RTO_(min)的值對(duì)MCT的影響40-42
• 3.3.3 交換機(jī)緩存大小對(duì)MCT的彰響42-43
• 3.3.4 帶寬共享的公平性43-44
• 3.4 小結(jié)與討論44
• 3.5 進(jìn)一步工作44-47
• 第四章 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延性能保證47-59
• 4.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化47-48
• 4.2 研究現(xiàn)狀48-51
• 4.2.1 Oktopus48-50
• 4.2.2 Hadrian50-51
• 4.2.3 CloudMirror51
• 4.3 面向中間件的租戶請(qǐng)求模型及其放置算法51-56
• 4.3.1 對(duì)租戶請(qǐng)求建模51-53
• 4.3.2 虛擬機(jī)放置算法53-56
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 簡歷與科研成果65-67
• 致謝67-68

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1 姚

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