基于Cube的数据中心内网络性能分析

发布时间：2017-06-27 02:12

  本文关键词：基于Cube的数据中心内网络性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随看云计算在各个行业应用的不断深入,基于传统电交换的数据中心内网络(Intra-DCN)已经在带宽、即时响应、数据同步等方面面临严峻挑战。此外,当下数据中心内网络复杂的拓扑结构也将难以支持大规模网络设备的扩展,灵活性受到很大的限制。另一方面,在光通信领域,波分复用(WDM)技术的成功商用以及光的正交频分复用(O-OFDM)技术在研究上取得的突破性进展,使得光网络技术逐渐成为未来大容量、低能耗数据中心建设的一个理想选择。本文将光网络技术应用于数据中心内网络建设并对此进行可行性分析。首先,我们提出一种基于立方体(Cube)的数据中心内网络架构。在此基础上,我们将Cube架构与传统的基于电交换的胖树(Fat-tree)架构在平均包时延、网络吞吐量等方面进行网络性能的比较,利用仿真平台OPNET Modeler对Cube和Fat-tree进行建模仿真。仿真结果显示,基于Cube的数据中心内网络架构在网络吞吐量上有着明显的优势。其次,考虑到灵活栅格(Flexible-grid)技术在频谱利用率方面的高效性,我们也探究了在Cube架构下,不同路由算法对频谱利用率的改善情况。仿真结果显示,在路由选择的同时考虑链路带宽状态能显著改善网络阻塞率和频谱利用率等指标。
【关键词】：数据中心 光网络 Cube 路由与频谱分配 云计算
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308;TN929.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 光网络技术的发展和研究现状9-11
• 1.2.1 光纤通信技术的诞生和发展9
• 1.2.2 光网络的研究现状9-11
• 1.3 数据中心内网络的研究现状11-12
• 1.4 研究目标和内容12-13
• 1.5 论文结构13-14
• 第二章 基于Cube的数据中心内网络架构的提出14-20
• 2.1 Fat-tree数据中心内网络架构及相关分析14-16
• 2.1.1 Fat-tree数据中心内网络架构14-15
• 2.1.2 Fat-tree架构的优点及其主要瓶颈15-16
• 2.2 基于Cube的数据中心内网络架构的提出及其相关分析16-18
• 2.2.1 基于Cube的数据中心内网络架构的优点和存在问题16-17
• 2.2.2 基于Cube的数据中心内网络架构17-18
• 2.3 本章小结18-20
• 第三章 Cube与Fat-tree数据中心内网络性能的比较20-39
• 3.1 Cube与Fat-tree网络架构性能比较方案20-22
• 3.1.1 Fat-tree交换设备和架构的简化20-21
• 3.1.2 缓存容量21-22
• 3.2 OPNET仿真平台简介22-27
• 3.2.1 OPNET Modeler应用简介23-27
• 3.3 参数设置与结果分析27-37
• 3.3.2 平均包时延与业务量大小间的关系分析29-31
• 3.3.3 网络吞吐量比例与业务量大小的关系分析31-34
• 3.3.4 时延、吞吐量比例与缓存容量的关系分析34-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 弹性光网络技术在数据中心内网络中的应用39-50
• 4.1 弹性光网络技术介绍39-40
• 4.2 弹性光网络中路由与频谱分配（RSA）问题40-43
• 4.2.1 静态和动态RSA问题41
• 4.2.2 路由算法41-42
• 4.2.3 频谱分配策略42-43
• 4.3 Cube数据中心内网络中的路由与频谱分配（RSA）问题43-46
• 4.3.1 Cube中的路由选择44-45
• 4.3.2 Cube中的频谱分配策略45-46
• 4.4 Cube网络中RSA的建模与仿真结果分析46-49
• 4.4.1 参数设置46-47
• 4.4.2 仿真结果与分析47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 总结与未来工作50-52
• 5.1 全文总结50-51
• 5.2 未来的研究方向51-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士期间的学术成果56-57
• 致谢57-58

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;闪动青春的活力——酷比魔方Cube 1000 MP3[J];多媒体世界;2005年08期

2 汪国华;Cube 1000 MP3播放器[J];个人电脑;2005年08期

3 刘群,刘志勇,张祥;Efficient Realization of Frequently Used Bijections on Cube-Connected Cycles[J];Journal of Computer Science and Technology;1995年04期

4 吴杰;Reliable Communication on Cube-Based Multicomputers[J];Journal of Computer Science and Technology;1996年03期

5 ;New Results on the Resistance of n-Cube[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;1997年01期

6 王德强,赵连昌;The Twisted-Cube Connected Networks[J];Journal of Computer Science and Technology;1999年02期

7 ;Vocational Teaching Cube System of Engineering Graphics[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;2003年Z1期

8 吴敌;准系统 Aopen XC Cube[J];个人电脑;2004年02期

9 周继鹏;k-aryn-cube网络上的完美资源布局[J];暨南大学学报(自然科学与医学版);2004年03期

10 马士文;奇幻魔方——cube 1000试用手记[J];大众硬件;2005年09期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 李骏;陆欢寰;周皓峰;王智慧;汪卫;施伯乐;;基于Contour Cube的有界近似压缩算法[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2006年

2 高宏;李建中;;并行Cube存储结构—CMD_Forest[A];第十七届全国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2000年

3 孙延凡;陈红;王珊;;FreeCube:有效减小Data Cube体积[A];第二十届全国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2003年

4 印莹;赵宇海;张斌;;一种基于Dwarf的快速有效增量更新算法(英文)[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2005年

5 刘延庆;甘亮;韩伟红;;一种Hybrid数据库上大时间窗口Cube查询的研究[A];全国计算机安全学术交流会论文集（第二十四卷）[C];2009年

6 张梦瑶;周宇;顾克骅;杨帅奇;范星河;沈志豪;;Synthesis and Self-Assembly of Cube-Disk Shape Amphiphiles[A];2014年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会摘要集[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 ;与Cube说再见[N];中国计算机报;2001年

2 ;AOpen XC cube准系统[N];电脑商报;2004年

3 本报记者 崔谦;XC Cube:变革的黎明[N];计算机世界;2003年

4 ;ICE Cube数据中心采用IBM刀片服务器[N];人民邮电;2008年

5 佚名;期待新型PC: Google Cube[N];计算机世界;2006年

6 TWICE 评测实验室 李丹;PC家电化的使者[N];计算机世界;2004年

7 肖冠丁;家居的味道[N];中国计算机报;2004年

8 内蒙古 王f ;PC还可以更小的[N];电脑报;2004年

9 本报记者　李治钢;打造X时代PC[N];计算机世界;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 肖灿文;基于k-ary n-cube网络的高效通信[D];国防科学技术大学;2005年

2 刘杨;事件相关电位脑—机接口的最优设计[D];国防科学技术大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 万宫玺;基于Cube的数据中心内网络性能分析[D];苏州大学;2015年

2 周迎辉;基于树形结构的XML Cube研究[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2013年

3 顾颀;OLAP系统中Cube并行与分布式处理技术的研究[D];扬州大学;2007年

4 陈琳;基于MapReduce的Data Cube相关技术的研究[D];湖南大学;2013年

5 张延鹏;Data Cube中基于维层次的OLAP算法研究[D];燕山大学;2010年

6 周盈莹;分布式数据立方计算[D];中山大学;2014年

7 杜红红;祖冲之算法分析和Cube密码分析方法研究[D];山东师范大学;2013年

8 张琳;Cube软件交通规划建模特点研究[D];长安大学;2012年

9 王新宝;Quotient Cube技术研究[D];山东大学;2009年

10 张腾;2.1%Si无取向硅钢Cube再结晶织构的控制研究[D];东北大学;2014年

  本文关键词：基于Cube的数据中心内网络性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：488276