近年來,隨著云計算、社交網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用興起和普及,全球網(wǎng)絡(luò)流量呈指數(shù)增長。而數(shù)據(jù)中心作為構(gòu)建信息高速公路的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在全球范圍的信息互聯(lián)中擔(dān)當(dāng)著越來越重要的角色�？焖僭鲩L的數(shù)據(jù)流量在各類數(shù)據(jù)中心內(nèi)存儲,處理,計算,傳輸,并根據(jù)用戶的請求進(jìn)行即時響應(yīng)。根據(jù)預(yù)測,大型數(shù)據(jù)中心的帶寬需求將每四年增加二十倍。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心已無法滿足容量及能耗方面的要求,日漸增大的帶寬壓力與可承擔(dān)能耗之間的矛盾難以調(diào)和,亟需新的互聯(lián)架構(gòu)和傳輸技術(shù)來應(yīng)對大容量、高能效、低時延等多重挑戰(zhàn)。光傳輸技術(shù)作為一種大容量,低能耗的通信方式正逐步覆蓋包括數(shù)據(jù)中心在內(nèi)的短距通信場景。另一方面,數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)交換部分仍主要基于商用交換機(jī),大量的光電光轉(zhuǎn)換極大的限制了數(shù)據(jù)中心的能耗及時延性能。也亟需新的互聯(lián)架構(gòu)、交換技術(shù)及相應(yīng)的協(xié)議來滿足未來數(shù)據(jù)中心容量、能耗、時延方面的要求。針對上述挑戰(zhàn),本文面向低能耗的數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)進(jìn)行了無源光互聯(lián)技術(shù)研究;針對其本地性、突發(fā)性、并發(fā)性的流量特性,設(shè)計了多種基于光耦合器的無源光互聯(lián)結(jié)構(gòu);針對光耦合器分光損耗所導(dǎo)致的功率預(yù)算緊張,提出了一套針對該結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性研究方法,其中包含物理層多重因... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

典型的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

圖 1-2 三層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心示意圖中心流量特點(diǎn)據(jù)中心的流量分布特點(diǎn)對于高性能數(shù)據(jù)中心的設(shè)計及建造尤為量的理論模型還鮮少有相關(guān)報道，我們只能從大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)測報告[21]–[23]中得出相關(guān)結(jié)論。數(shù)據(jù)中心的流量分布特點(diǎn)與數(shù), 主要有以下幾點(diǎn)：性：在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，如果數(shù)據(jù)流的目的地址在同一個機(jī)柜 流。反之，如果數(shù)據(jù)流流向其他機(jī)柜，則稱之為 Inter-rack 流同數(shù)據(jù)中心的類型有關(guān)，譬如校園網(wǎng)或私人數(shù)據(jù)中心，intra-r的 10—40%， 而在大型云數(shù)據(jù)中心里，80%的數(shù)據(jù)流量發(fā)生些數(shù)據(jù)流的交換都經(jīng)由 ToR 交換機(jī)進(jìn)行處理。性：在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，一臺服務(wù)器常常同時向多臺服務(wù)器發(fā)送

圖 1-4 用戶請求報文的響應(yīng)路徑 低能耗的數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)前文所述，目前基于商用電交換機(jī)的數(shù)據(jù)中心難以支持可持續(xù)增長，高數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)的研究與建設(shè)迫在眉睫。許多研究人員將光交換引入數(shù)據(jù)代高能耗的電交換機(jī)以此來降低數(shù)據(jù)中心整體的能耗。這其中包括光電全光互聯(lián)結(jié)構(gòu)。電混合的結(jié)構(gòu)中具有代表性的有 c-through[30]以及 Helios[31]，如圖 1-5 所hrough 采取了分組交換與電路交換結(jié)合的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個 ToR以太網(wǎng)交換機(jī)和光電路交換機(jī)相連接。相類似的，Helios 則在現(xiàn)行的數(shù)絡(luò)中引入了光微電機(jī)系統(tǒng)（micro-electro-mechanical system, MEMS）交 系統(tǒng)，并采取了商用的光模塊和收發(fā)機(jī)來實(shí)現(xiàn)光傳輸。每一個集群交換色的光收發(fā)機(jī)及 WDM 收發(fā)機(jī)，其中無色的光收發(fā)機(jī)（如 10 G SFP+模

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]時隙間迭代的輸入隊列交換機(jī)Round-Robin調(diào)度算法[J]. 吳俊,陳晴,羅軍舟.  軟件學(xué)報. 2005(03)
[2]平面陣列波導(dǎo)光柵及其在WDM系統(tǒng)中的應(yīng)用前景[J]. 雷紅兵,歐海燕,王紅杰,胡雄偉,楊沁清,王啟明.  光電子技術(shù)與信息. 2000(03)
[3]總線型交換集線器系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 史美萍,劉瓊,竇文華,王濱華.  計算機(jī)工程與應(yīng)用. 1999(07)



本文編號：3092552