新一代数据中心网络新型网络架构研究

发布时间：2017-06-01 12:12

  本文关键词：新一代数据中心网络新型网络架构研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息技术的不断进步,数据中心网络的规模也逐步扩大。作为影响数据中心各项性能指标的重要因素之一,网络架构的设计一直是相关研究中的热点问题。 本文对传统的数据中心网络架构进行了介绍和总结,详细对比了几种新型数据中心网络结构的特点和性能,并在此基础上提出了一种新型的数据中心网络架构：Diamond。Diamond对胖树结构进行了改进,用边缘交换机替代了所有的汇聚交换机,并让这些边缘交换机直接与核心交换机相连。通过这种改进,Diamond不仅在平均路由长度和端到端延迟方面有更大的优势,在聚合带宽问题上也优于胖树结构。在路由方法的选择上,本文提出了一种基于数据中心网络特征的新型通用路由方法：故障规避路由方法。故障规避路由方法是一种简单高效的路由方法,其需要存储的路由表条目较少,路由器或交换机之间交换的信息量较低,因此可以支持大规模的数据中心网络。本文阐述了该路由方法的基本思想和路由过程,并对路由表的建立进行了详细的说明。实验基于扩展开放路由平台(XORP)构建,设计了支持故障规避路由方法的路由原型设备。另外,通过大规模网络仿真实验,对Diamond和胖树两种网络架构进行了全面的比较和分析。利用Click构建的原型系统和OPNET实现的网络仿真实验对Diamond及故障规避路由方法进行了验证,为网络结构设计和路由算法实现提供了新的实验方法。 数据中心网络的技术发展正处于十分关键的时期,本文提出的新型网络结构,可以广泛应用于建设新一代大规模数据中心,所提出的故障规避路由方法,经过稍许的修改,就可以应用到其他具有规则拓扑结构的数据中心网络中,具有一定的通用性。
【关键词】：数据中心网络 网络架构 路由方法 开放路由平台 软件路由器
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP308
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 数据中心概述10-11
• 1.1.1 背景介绍10
• 1.1.2 发展现状10-11
• 1.2 本课题的研究意义11-12
• 1.3 本课题的研究内容12-13
• 1.4 本文组织结构13-14
• 2 数据中心网络拓扑结构研究概述14-26
• 2.1 网络结构研究14-20
• 2.1.1 树形结构14-15
• 2.1.2 Fat-tree网络结构15-17
• 2.1.3 DCell网络结构17-18
• 2.1.4 BCube网络结构18-20
• 2.2 影响数据中心网络性能的重要指标20-24
• 2.2.1 路由性能20-21
• 2.2.2 资源利用率21-22
• 2.2.3 容错性22
• 2.2.4 经济性22-23
• 2.2.5 可扩展性23-24
• 2.2.6 设备兼容性24
• 2.3 本章小结24-26
• 3 基于Fat-tree改进的数据中心网络结构Diamond26-40
• 3.1 Diamond的提出26-27
• 3.2 Diamond的定义27-30
• 3.2.1 结构特征27-29
• 3.2.2 编址规则29
• 3.2.3 平均路径长度29-30
• 3.3 故障规避路由方法30-38
• 3.3.1 基本路由表30-32
• 3.3.2 规避路由表32-34
• 3.3.3 路由过程34-35
• 3.3.4 路由表的建立35-37
• 3.3.5 路由表的规模37-38
• 3.4 本章小结38-40
• 4 基于Click软件路由器的故障规避路由算法40-58
• 4.1 Click体系结构40-41
• 4.1.1 基本思想40
• 4.1.2 实现技术40-41
• 4.2 基于Click系统的软件路由器的实现41-51
• 4.2.1 实验环境搭建41
• 4.2.2 Click安装运行41-42
• 4.2.3 路由结构设计42-46
• 4.2.4 配置文件编写46-47
• 4.2.5 原型系统测试47-51
• 4.3 支持故障规避路由算法的软件路由器设计51-57
• 4.3.1 路由器平台设计51-53
• 4.3.2 路由流程设计53-54
• 4.3.3 Click路由配置54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 OPENT网络仿真建模58-64
• 5.1 网络建模58-61
• 5.2 吞吐量61-62
• 5.3 端到端延时62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 结论64-66
• 6.1 工作总结64
• 6.2 工作展望64-66
• 参考文献66-70
• 附录A70-72
• 作者简历72-76
• 学位论文数据集76

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