本文關鍵詞：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡分時流調度算法的研究與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著數(shù)據(jù)中心技術的不斷發(fā)展,以及數(shù)據(jù)中心應用的不斷產生,不同數(shù)據(jù)中心應用對網(wǎng)絡提出了不同的性能要求。這導致了許多新的數(shù)據(jù)中心技術不斷被提出。Web應用作為數(shù)據(jù)中心中的常規(guī)應用,經過多年的發(fā)展,其變得越來越復雜。渲染一個web頁面可能會產生出成百上千的數(shù)據(jù)中心內部網(wǎng)絡流。且這些網(wǎng)絡流大小通常都極小,一般為幾十KB。為了快速響應用戶請求,通常應用對這些網(wǎng)絡流具有一定的時延要求。雖然提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡帶寬能夠在一定程度上降低網(wǎng)絡的總體時延。但是當帶寬提高到一定程度的時候,短數(shù)據(jù)流的時延將得不到根本的改善。這是由于在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡這種混合長短數(shù)據(jù)流的工作環(huán)境中,存在著隊頭阻塞的現(xiàn)象。當短數(shù)據(jù)流在長數(shù)據(jù)流之后進入網(wǎng)絡時,由于長數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)量遠遠大于短數(shù)據(jù)流,這會導致短數(shù)據(jù)流在交換設備的輸出隊列中等待長數(shù)據(jù)流輸出完成,從而大大增加了短數(shù)據(jù)流的流完成時。基于以上觀察,本文為了降低網(wǎng)絡的延遲,尤其是短數(shù)據(jù)流的延遲,提出了一種基于優(yōu)先隊列的分時調度算法。對于網(wǎng)絡中時延敏感的短數(shù)據(jù)流,我們?yōu)槠鋽?shù)據(jù)包分配高優(yōu)先級,從而進入高優(yōu)先級隊列中等待輸出。而延遲不敏感的長數(shù)據(jù)流則在低優(yōu)先級隊列中等待輸出。當發(fā)送數(shù)據(jù)包時,調度算法優(yōu)先發(fā)送高優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)。為了防止長數(shù)據(jù)流因為短數(shù)據(jù)流的到達率過高而被“餓死”,分時調度算法在發(fā)現(xiàn)低優(yōu)先級隊列長時間未被調度的時候,會為其分配一定的時間片來發(fā)送數(shù)據(jù)。本文的主要貢獻為提出了一種優(yōu)先隊列分時調度算法以減小網(wǎng)絡流的時延,尤其是短數(shù)據(jù)流的時延。這是一種基于QOS技術的輸出隊列調度算法。它能明顯改善數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的實時性能,從而為數(shù)據(jù)中心中的Web應用提供更好的網(wǎng)絡服務。
【關鍵詞】：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡 Mininet Fat-tree SDN
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP308;TP301.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡傳輸協(xié)議9-10
• 1.2.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡路由協(xié)議10-12
• 1.3 本文的主要工作12
• 1.4 論文的組織結構12-13
• 1.5 本章小結13-14
• 2 相關技術基礎14-28
• 2.1 SDN技術概述14-15
• 2.1.1 SDN起源14-15
• 2.1.2 SDN結構簡介15
• 2.2 OpenFlow協(xié)議簡介15-20
• 2.2.1 OpenFlow網(wǎng)絡架構16-17
• 2.2.2 OpenFlow控制器17
• 2.2.3 OpenFlow交換機17-18
• 2.2.4 OpenFlow交換機的處理細節(jié)18-20
• 2.3 OpenFlow的開源實現(xiàn)(OpenvSwitch)20-26
• 2.3.1 OpenvSwitch架構及組件21-22
• 2.3.2 OpenvSwitch的實現(xiàn)細節(jié)22-24
• 2.3.3 OpenvSwitch的工作流程24-25
• 2.3.4 OpenvSwitch的QOS功能詳解25-26
• 2.4 SDN控制器的開源實現(xiàn)(POX)26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 3 分時調度算法的設計與實現(xiàn)28-39
• 3.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡存在的問題28-29
• 3.2 網(wǎng)絡流動態(tài)選路模塊29-32
• 3.2.1 問題分析與設計29-30
• 3.2.2 端口狀態(tài)統(tǒng)計子模塊30-32
• 3.2.3 動態(tài)選路子模塊32
• 3.3 交換機輸出端口優(yōu)先隊列調度模塊32-38
• 3.3.1 問題分析與設計33
• 3.3.2 網(wǎng)絡流狀態(tài)統(tǒng)計子模塊33-34
• 3.3.3 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包入隊子模塊34-35
• 3.3.4 優(yōu)先隊列調度子模塊35-38
• 3.4 本章小結38-39
• 4 實驗評估39-47
• 4.1 實驗方法39-43
• 4.1.1 網(wǎng)絡拓撲39-40
• 4.1.2 算法實現(xiàn)40-43
• 4.1.3 Benchmark工作負載43
• 4.2 結果分析43-45
• 4.3 本章小結45-47
• 結論47-48
• 參考文獻48-50
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況50-51
• 致謝51-52

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