数据中心传输协议研究与设计

发布时间：2020-12-24 13:17

　　21世纪,大数据、云计算是最重要的命题,而作为基础设施的数据中心也显得越来越重要。对于数据中心的研究具有非常重要的经济意义和现实意义,能够给国民经济和社会发展带来很多好处。随着网络需求的不断提高,数据中心正在发生重大而深刻的变化,因此给数据中心网络带来了很多新的问题和挑战。在传统的计算机网络中,TCP是主要应用的传输协议。但是由于数据中心和传统广域网不同的网络特性,TCP在数据中心中的运行存在着很多问题,包括TCP Incast、TCP Outcast、收敛时间和系统稳定性等问题。本论文将从研究数据中心基本特性出发,结合现代用户对于数据中心网络性能的需求,研究分析数据中心传输控制协议,并设计一个能够提升数据中心网络性能的方案。本论文研究的主要内容和取得的主要创新性成果概括如下:1、从现代数据中心面临的性能瓶颈出发,基于数据中心的网络特点,针对传统传输协议在高速数据中心存在的性能问题进行了详细分析,分析并总结了业界所提出的经典解决方案。2、针对高速数据中心收敛速度不够快、公平性不佳的问题,设计了一个新型的数据中心传输控制协议TBDCP（Token based deadline-aware... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１数据中心常见通信模式??如图２－１所示，数据中心中常见的通信模式有：（ａ）?ＭａｐＲｅｄｕｃｅ中的Ｓｈｕｆｆｌｅ和??？

ＳＲＵ??图３－１?ＴＣＰ?Ｉｎｃａｓｔ问题常见发生业务场景［２３］??如图３－１所示是一个典型的ＴＣＰ?Ｉｎｃａｓｔ发生的业务场景。一个客户端通过一个交??换机与数据中心相连，实际上就是与很多服务器相连。数据在数据中心中都是以服务??器文件片段（ＳＲＵ）的形式存储的。当客户端向数据中心请求数据时，数据中心将会??从多个服务器中取出各ｆ丨储存的数据片段。客户端请求的逻辑数据通常在１ＭＢ左右，??而实际的数据分为３２ＫＢ左右的数据片段存储在很多服务器中。这些数据片段都会通??过图中的瓶颈交换机由ｓｅｒｖｅｒ端发向ｃｌｉｅｎｔ端。客户端的这次请求必须在收到所有??的数据片段之后才会算成功。??１２??

?１６?３２?６４?１２８??Ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?Ｓｅｒｖｅｒｓ??图３－２?ＴＣＰ吞吐量和服务器数目关系［５２：??很容易就能发现，当这些发送端的并发服务器数目增加时，网络上传输的数据量??将会超过瓶颈交换机的缓冲区门限值。根据ＴＣＰ的拥塞控制机制，这将导致大量的??丢包事件发生，引发ＴＣＰ超时重传数据包。这些将导致ＴＣＰ吞吐量的急剧下降，使??得ＴＣＰ性能崩溃。??ＴＣＰ?Ｉｎｃａｓｔ问题在数据中心的很多典型业务模式中都存在着。比如说，在分布式??集群文件＃储系统中，：巧存储节点叫请求端Ｍ应数据请求时就很容场引发ＴＣＰ?Ｉｎｃａｓｔ??Ｎ题。乂如，在Ｗｅｂ搜索的业务模型下，午多进程几乎同步的冋应搜索请求时也??会引发ＴＣＰ?Ｉｎｃａｓｔ问题。??经过学齐研宄发现，引发ＴＣＰ?Ｉｎｃａｓｔ?Ｎ题的主要原因是ＴＣＰ的超时机制。丢包??Ｓ传以及瓶颈交换机的缓冲丨Ｘ：溢出

【参考文献】：
期刊论文
[1]高速长距离网络传输协议[J]. 任勇毛,唐海娜,李俊,钱华林.  软件学报. 2010(07)



本文编号：2935722