數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)普遍使用三層樹形結(jié)構(gòu)，核心層和匯聚層使用價(jià)格昂貴的交換機(jī)或路由器來連接邊緣層的交換機(jī)或路由器，服務(wù)器則放在機(jī)架上與邊緣層交換機(jī)相連。隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，越來越多的服務(wù)器連接到這些交換機(jī)或路由器上，高過載率使得這些交換機(jī)和路由器很容易成為帶寬的瓶頸。同時(shí)，缺乏靈活的路徑多樣性也使得三層樹形結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)和容災(zāi)方面表現(xiàn)平平。減少數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)層次，盡可能使數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)扁平化在提高數(shù)據(jù)中心性能、降低數(shù)據(jù)中心部署和運(yùn)維成

2、本等方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。互連網(wǎng)絡(luò)的研究在并行計(jì)算機(jī)和超級計(jì)算機(jī)領(lǐng)域獲得了巨大成功，因此，本文重點(diǎn)研究如何將互連網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建中。
　　 本文首先對云計(jì)算的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，并列出了云計(jì)算背景下數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的新問題。接著對目前已有的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)扁平化架構(gòu)解決方案進(jìn)行了總結(jié)，特別詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)中心光互連的發(fā)展情況。然后在Mesh網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建了面向連接、虛擬分級的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，并給出了旨在減

3、小路由表大小的子網(wǎng)代理設(shè)計(jì)規(guī)則，分析了不同等級子網(wǎng)代理位置對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)無死鎖和性能的影響，設(shè)計(jì)了高效的路由算法。
　　 在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了Mesh-of-Torus混合互連架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的分級機(jī)制。在不使用虛信道的情況下，通過定義分組路由方向，設(shè)計(jì)了Mesh-of-Torus網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡、無死鎖、高效的路由算法，從理論方面對虛擬分級Mesh和Mesh-of-Torus混合互連的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了對比。最后利用OPNET定