数据中心网络负载均衡中的带宽碎片问题研究

摘要

现有的基于流的数据中心网络负载均衡方法主要以满足流的带宽需求为目的,缺乏对流的带宽需求和链路容量之间的差值的考虑,可能导致多条链路上存在大量可用的带宽容量,但无法将它们集中以满足单一流的带宽需求。
　　本课题针对上述带宽碎片问题,类比操作系统动态内存分配算法中对减少内存碎片所做的优化,提出了带宽最紧匹配路径分配算法和概率路径分配算法。
　　根据上述思路,本课题的研究工作包括:1)基于已有的数据中心网络流调度算法,提出并分析带宽碎片问题;2)提出带宽最紧匹配路径分配算法并基于OpenFlow协议进行实现;3)针对带宽最紧匹配路径分配算法中可能出现的链路负载不均衡等问题进行分析,进一步提出概率路径分配算法。
　　基于Mininet仿真器的实验表明,在多种不同的数据中心网络流量模式下,本课题所提出的路径分配方法相比其它研究工作中的方法和传统的ECMP方法,可以达到更高的吞吐率和带宽利用率。并且,随着流经核心交换机的流的比例的增加,概率路径分配算法比带宽最紧匹配路径分配算法具有更高的吞吐率和带宽利用率。

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第一章 绪论

1.1研究问题和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究目标和关键技术

1.4论文组织结构

1.5本章小结

第二章 系统分析与设计

2.1系统需求分析

2.2系统设计

2.3重要问题及解决方法

2.4本章小结

第三章 系统实现

3.1 OpenFlow协议与POX控制器

3.2控制器实现

3.3本章小结

第四章 实验与分析

4.1实验平台

4.2实验方案

4.3实验结果与分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文