数据中心下基于光电混合网络的coflow放置研究

发布时间：2021-09-07 20:06

　　近年来,大数据和信息化不断发展,传统的计算方式逐渐不能胜任用户的需求,越来越多的运算需要通过大量的计算机组成的计算机集群来处理。但是维护如此多的计算和存储设备需要大量的人力财力,所以大部分用户选择将这些计算需求交付到云端或数据中心中进行处理。因此,数据中心内的流量数目出现了大幅的增长。为了提供更好的服务,为了网络中的流量能够更好地传输,对数据中心网络中流量传输的优化问题的研究成为了热点。基于电分组交换的树形分层结构的传统的数据中心网络正随着数据中心网络规模的不断增大而面临着越来越严重的效能以及成本等问题。而近年来提出的光电混合网络则通过引入光互连技术,将光网络的高带宽、低成本等优点充分利用,不仅提高了网络的容量,也减少了传统数据中心网络中所需的电分组交换机的数量,从而降低了网络能耗和设备成本。在光电混合网络架构下,两种网络并行工作,不仅可以有效降低电交换网络的转发压力,也避免了单点失效等问题。在数据中心网络中,一个任务常常是由多个相关的子任务组成的。因此,在数据中心网络中,往往存在着两个或者多个流共同完成一个任务。我们在进行优化时,通常把这些具有相关性的流作为一个基本单位（Coflow... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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传统数据中心网络

图 2-2 c-Through 光电混合数据中心网络MEMS 光交换机通过旋转内部交换镜片来实现端口之间的连接，因此，当两个 ToR 通过光路交换网络相连时，实际上就等于在这两个 ToR 之间建立起了一条光路。同时 ToR 中的流量在光路交换网络中会被转化为光信号，而不同的流可能会对应着不同的波长，不同的波长的光信号通过波长选择器（Wavelength SelectiveSwitching，WSS）进入到 MEMS 中。需要注意的是，当两个 ToR 相连时，两个波长交换器交换到对应的两个端口上的波长需要相同，同时一个 ToR 只能将一个波长交换到与之相连的一条光路上。另外，MEMS 交换机需要一定的配置时间（10ms~100ms）[26]，因此，当两个 ToR 之间需要互连时，需要考虑到 MEMS 的配置时延。由于引入了光路交换网络，c-Through 能够在保持网络低复杂度的同时提供较高的通信带宽。但是由于 MEMS 带来的毫秒级的配置时延，该网络在一定程度上仍需依赖电交换网络处理突发的数据流量的传输，而电交换网络则大多用于处理相对稳定的大流量的传输。

电子科技大学硕士学位论文交换机互联。整个网络中互联多个 pod 以构成一个大规模的数据中心。与 c-Through不同的是，在 Helios 中，传统的数据中心网络中的部分电分组交换机被光路交换机 MEMS 所取代，这就意味着在同等规模下，Helios 结构能够比传统基于电分组交换的数据中心网络减少大量的电分组交换机的数量。研究表明，在提供同等等分带宽的情况下，Helios 在多方面均比传统电交换网络减少了数倍成本。


本文编号：3390173