基于光互联网络的云数据中心资源协同调度

发布时间：2017-10-18 19:16

  本文关键词：基于光互联网络的云数据中心资源协同调度

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【摘要】：近年来,随着云计算服务的蓬勃发展,数据中心作为互联网的基础设施,承载着大量的云服务。而且呈几何级数增长的数据流量对数据中心在带宽、能耗、时延和灵活可靠等方面提出了更高的要求。传统的电交换技术存在瓶颈难以满足新型数据中心的需求,而光交换技术凭着高带宽、低时延、高能效等优势,被广泛认为是满足未来数据中心内部数据通信需求的核心技术。由于数据中心里存在着大量计算、存储和网络资源,如何有效协同调度资源来为用户提供高质量的服务,成为了数据中心里面临的巨大挑战。为此,本文提出了一个光互联云数据中心的控制架构,利用集中式的控制平面实现资源的协同调度。 首先,设计了光互联网络云数据中心的控制架构,基于光突发环网(OBRing)提出了针对多播传输的集中式调度机制。详细阐述了多播传输的请求授权和带宽地图分配的工作机制和相应的OpenFlow控制方案。通过与控制数据中心计算资源的Open Stack框架进行交互,实现协同控制数据中心内的计算资源、存储资源和光层网络资源。本论文以数据中心的虚拟机部署为例,具体讨论了其资源协同调度的流程并展现了其优势,即通过协同网络资源来选择虚拟机部署的位置,并利用光层多播能力传输镜像,可以提高虚拟机部署的效率。仿真结果验证了所提方案的有效性。 其次,为了更好的承载数据中心间的通信流量,本论文还研究了针对IP+Optical传送网的资源跨层协同调度机制。具体内容包括,1)讨论了整体的跨层网络控制架构,并详细设计了针对光层的OpenFlow协议扩展,2)设计和实现了跨层统一控制器(UC),可以支持动态建路、动态扩容和故障恢复等功能,3)实验验证了所提网络架构和控制器的有效性。
【关键词】：光互联 多播业务 资源协同调度 OpenFlow
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 数据中心互联网络的发展趋势8-10
• 1.3 云数据中心光互联面临的挑战10-11
• 1.4 论文研究内容及各章节介绍11-13
• 第二章 基于光互联网络的云数据中心资源调度13-34
• 2.1 光互联云数据中心的控制架构13-24
• 2.1.1 光互联网络OBRing的研究14-22
• 2.1.2 云数据中心OpenStack的研究22-24
• 2.2 光互联云数据中心的控制流程24-34
• 2.2.1 云数据中心资源协同调度24-25
• 2.2.2 虚拟机部署的资源协同调度25-34
• 2.2.2.1 虚拟机部署的仿真验证29-34
• 第三章 基于OpenFlow的IP+Optical跨层协同调度34-50
• 3.1 引言34-35
• 3.2 跨层协同控制机制35-42
• 3.2.1 总体控制架构设计35-37
• 3.2.2 OpenFlow协议扩展37-42
• 3.2.2.1 上报节点信息37-40
• 3.2.2.2 下发配置信息40-42
• 3.3 UC的设计与实现42-44
• 3.3.1 UC的总体设计42-43
• 3.3.2 北向接口模块43
• 3.3.3 UC核心处理模块43-44
• 3.3.4 OpenFlow接口模块44
• 3.4 实验验证44-50
• 3.4.1 实验配置44-45
• 3.4.2 实验案例45-50
• 第四章 工作总结与展望50-51
• 4.1 论文工作总结50
• 4.2 工作展望50-51
• 参考文献51-55
• 致谢55-56
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 赛迪;;中国下一代数据中心发展现状及市场前景[J];电子商务;2009年01期

2 董健康;王洪波;李阳阳;程时端;;IaaS环境下改进能源效率和网络性能的虚拟机放置方法[J];通信学报;2014年01期

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本文编号：1056665