基于SDN的TCP Incast问题解决方案

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随着云计算技术的不断发展,作为承载云计算技术的数据中心和数据中心网络技术也得到了深入发展。其中,最突出的当属软件定义网络SDN,其出色的集中控制和全局管理能力天然符合大型数据中心的功能需求,因此得到了业界广泛的关注和发展。现代数据中心网络有着独特的高带宽、低延迟特性,而这违背了TCP协议所依据的一些基本假设,因此造成了一个比较突出的问题,就是“TCP Incast”问题。“Incast”是数据中心网络内部一种普遍的多对一的通信模式,在这种模式下,多个发送端同时应答一个客户端的请求并发送数据包,而如果同时传输的数据包超过了交换机的缓存,将会导致数据包的大量丢失从而引起超时,这将会使得链路带宽得不到充分利用而导致吞吐量急剧下降。因此,如何解决这一问题,是一个具有实际价值的重要课题。针对这种情况,本文首先对现有的TCP Incast问题解决方案进行了深入的分析,然后在此基础上提出了一种基于SDN的TCP Incast问题解决方案。具体的研究内容和取得的研究成果如下:1)首先介绍了数据中心网络技术的相关发展以及软件定义网络SDN的部分特性,并对数据中心网络中TCP Incast问题产生的原因及其研究现状进行了阐述。2)在对已有研究方案缺陷的基础上提出了一个基于SDN的TCP Incast问题解决方案。通过利用SDN优秀的的集中控制特性和全局管理能力,对进入瓶颈链路交换机的数据流量进行预测分析,对可能出现TCP Incast的情况提前进行预防。3)对提出的基于SDN的TCP Incast问题解决方案进行了设计并基于Floodlight对方案进行了实现,然后使用Mininet搭建实验仿真平台对方案进行了验证,验证结果表明本方案能有效实现既定功能。
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