基于SDN的数据中心网络流量调度策略研究与实现

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loving_tiger
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,伴随着大数据、云计算等技术的快速发展,数据中心网络(Data Center Network,DCN)中的流量呈现出迅速增长的趋势。如何对数据中心网络中的流量进行调度,以提高网络性能和服务质量成为了当前的一个研究热点。传统的流量调度方法由于缺少全局网络视图,容易将多条大象流映射到同一条路径从而造成网络拥塞,影响网络的性能。而软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)作为一种新型的网络架构,将网络中的控制平面和数据平面进行了分离,提供对分布式网络的集中管理和细粒度的流量控制能力,能够较好解决传统流量调度方法中存在的问题。因此,本文主要围绕数据中心网络的流量调度问题,通过结合SDN技术,对数据中心网络的流量调度策略展开研究,以提高数据中心网络的性能和服务质量,论文的主要工作如下:1)针对传统静态流量调度方法由于没有考虑链路状态及流量特征,在网络负载增大时容易造成网络服务质量下降的问题,提出了面向服务质量保障的动态流量调度策略DSFlows(Dynamic Scheduling Flows),该方法能够根据控制器所获取到的网络状态,通过综合考虑各路径的路径跳数、路径可用带宽、路径时延和路径带宽均衡度等指标,为进入网络的流量制定路由策略。仿真结果表明,当网络负载增大到0.9时,DSFlows相对于ECMP在网络吞吐量上提升了16.08%,在平均时延和丢包率上分别降低了49.76%和56.5%。2)针对数据中心网络流量具有不可预测性和高动态性的特点,通过结合数据中心网络的流量特征,提出了一种面向拥塞感知的大象流重调度机制EFRM(Elephant Flows Rescheduling Mechanism),引入流量监控和流量重调度以进一步提高网络的性能。此外,针对引入流量监控后容易造成控制器开销较大的问题,设计并实现了基于汇聚层交换机的流表统计信息采集方法和自适应轮询间隔调整算法,以减小控制器和交换机之间的信令交互,降低控制器因频繁分析网络统计信息而产生的开销。仿真结果表明,当网络负载增大到0.9时,DSFlows(+EFRM)与ECMP、DSFlows和Ashman相比,在网络吞吐量上分别提升了22.24%、5.3%和1.73%、在平均往返时延上分别降低了54.63%、9.68%和31.49%,在平均丢包率上分别降低了59.87%、7.75%和26.69%,此外,与Ashman和Poll All Switches相比,所提方法在网络负载较低时可有效降低控制器的信令开销。
其他文献
太阳风-磁层耦合过程是空间天气领域中十分重要的一个部分,也是被广泛关注的方向之一,其过程十分复杂,太阳活动可以通过该过程直接影响地球的空间环境。在这个过程中,超声速太阳风碰到地球磁层障碍物时形成弓激波,弓激波是十分重要的一个分界面,当卫星穿过弓激波时,其所处的环境会发生明显的变化,在灾害性空间天气事件下会给卫星带来极大的伤害,所以研究弓激波的位型对空间天气预报预警和卫星的运行环境及条件监测有着十分
社区养老设施公建民营运行机制的研究,是基于人口老龄化趋势加剧、社区养老设施公建民营实际运行乱的现实问题下提出的。社区养老设施公建民营是未来一定时期内养老服务体系发展的一个方向。研究上海市社区养老设施公建民营运行机制及其特色,对于积极应对人口老龄化、推广社区养老设施公建民营、实现养老服务公益定位、保基本生活以及满足新时代下新需求、新水平、新期待的民生建设具有重要的理论和现实意义。本研究针对上海市社区
锂离子电池因为其具有可充电性、能量密度大、方便携带和环境友好等优点,得到了广泛的研究与应用。目前,商业化的锂离子电池采用石墨作为负极材料,其理论比容量只有372 mAh g-1,已经难以满足现代电子产品发展的需求。自从2000年J-M.Tarascon等人报道了高容量的过渡金属氧化物负极材料以来,过渡金属氧化物材料得到了世界范围内科研人员的广泛关注。采用溶胶凝胶法合成了纳米尺寸的纯相Cu1.3Mn
植入团问题是平均情况复杂性中的一个中心问题。在植入团问题中,给定输入为一个随机图,其中植入了一个大小为k(n)的团,我们需要把这个团找出来;所谓的植入便是随机选取k(n)个
日冕物质抛射(CME)是引起近地环境扰动的主要原因之一。当CME从太阳上抛射并进入行星际空间后,就被称为行星际日冕物质抛射(ICME)。行星际日冕物质抛射(ICME)经由行星际空间传播到地球,使得近地环境在短时间内发生剧烈扰动,对航天航空、卫星导航、远距离输电输油网以及地质勘探等人类活动都会产生巨大影响,甚至影响到国家的安全和经济社会发展。所以提前预测CMEs-ICMEs等空间天气事件的发生,从而
我国有1.8万千米长的大陆海岸线,对近海区水下地形地貌的勘测具有重要现实意义。目前,对近海的主要勘测手段是人工作业方式,工作人员通过划船使用长杆进行采集作业,这种方式
随着空间测量需求的日益增多,空间坐标测量仪器就有了日新月异的发展。所以校准这些空间坐标测量仪器的标准器也应得到补充发展。球棒作为坐标测量机校准规范中提到的期间考核标准器,目前在我国并没有得到广泛应用,主要原因是我国空间坐标测量的校准才刚刚起步,没有一套非常可靠而且稳定的球棒检测装置。通过对比国内外球棒检测装置设计方法的优缺点,借鉴国外激光干涉测量的方法,进行设计改良,研制出一个一维双向高精度测量球
作为我国高等教育的类型之一,高等职业教育在高素质技术技能型人才的培养中占据关键位置。与其他教育类型一样,课堂教学无疑是高职教育人才培养最基本的途径。在理想的课堂画
随着社会发展,医疗体制在不断完善,人们对身体健康越来越重视,我国的老龄化现象也随之愈发严重。遥控操作服务机器人能通过遥控手柄实现远程无线控制,帮助老年人等行动不便人士抓取物体。在遥控操作服务机器人整体设计中,先给出了功能要求与性能指标。然后根据对功能要求与性能指标的分析,给出了遥控操作服务机器人的机械结构和整体控制方案。在硬件设计中,使用树莓派开发板作为遥控操作服务机器人的主控制板。移动底盘使用无
在高等教育的发展中,民办高等教育非常重要,在现代教育中有着不可代替的地位,由于教育越来越普及,国家越来越重视民办教育,但是纵观整个教育情况,还是存在许多问题,因此发展