无线数据中心网络架构及其调度机制研究
[Abstract]:Data center network is an important basic platform to provide business support in cloud computing in recent years. The performance of the current mainstream ethernet-based data center networks is severely constrained by network congestion caused by uneven traffic distribution. Because the topology is fixed, they can not get the available bandwidth to match the requirements for hot nodes which generate high traffic, and the resulting network delay will further affect the performance of the whole system. Different from Ethernet, the topology of wireless network can be adjusted flexibly, so it can be used to dynamically meet the traffic requirements of hot spots. This paper focuses on the problem of introducing wireless network into the data center to optimize its performance, designs the data center network architecture to support wireless transmission, and studies the most core wireless scheduling problem. This paper discusses the feasibility of using wireless in the data center, designs a wired / wireless hybrid data center network architecture EWHA and the corresponding distributed wireless scheduling mechanism, and works together through Ethernet and wireless network. Efficiently change the wireless network configuration according to the change of traffic distribution, solve the problem of bandwidth shortage caused by hot high traffic. Aiming at the establishment of wireless link and channel assignment which is the most critical problem in scheduling mechanism, this paper models the wireless data center network based on the protocol interference model to avoid collision, and considers the antenna synthetically. In this paper, we propose two solutions, including channel and interference, to minimize hot spot traffic and maximize network utility. A greedy algorithm (MMS) and an iterative algorithm (MUS) based on matching theory are proposed to solve the problem. Simulation results show that the proposed solution can significantly improve the overall performance of data center network by wireless transmission. In this paper, the scheme of protocol interference model is extended to be more practical, and considering the physical interference model with different interference intensity, the signal-to-noise ratio and variable wireless transmission rate are introduced to expand. This paper further deepens the wireless scheme based on maximizing network utility scheduling, and proposes a genetic algorithm (GAS) for optimal design and a solution based on loose-alignment theory, which can efficiently handle the traffic distribution over time. The latter can obtain a scheduling scheme with performance not less than 1 / 2 of the optimal solution. Through the detailed performance evaluation, it is verified that these two algorithms can effectively solve the wireless scheduling problem and improve the network throughput and other performance indicators.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP308
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本文编号:2154632
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