数据中心网络

摘要： 目前的数据中心网络应用中,大部分的数据传输都是基于TCP协议,但由于TCP协议公平性原则,不同优先级服务的服务质量无法得到保证。鉴于TCP协议在数据中心网络应用中的局限性,设计了基于QUIC-UDP数据传输实现超大型数据中心网络,研究该网络(包含移动环境)在不同带宽、时延和丢包率下的性能。实践证明,相对于TCP的数据中心网络,QUIC在高丢包率网络中的传输性能有着明显的优势,其吞吐量更大,传输也更为稳定。

摘要： 本文以虚拟化数据中心网络为研究对象,首先,对其可能面临的问题进行分析,然后针对问题提出相应的解决措施,希望能够提供一些借鉴,从而推动数据中心系统的建设。

摘要： 为积极贯彻落实国家新基建战略,紧跟金融科技发展趋势,顺应数字化转型潮流,泉州银行启动“泉之心”工程实施,开启数字化转型新篇章。该工程包括新一代数据中心和新一代核心系统项目群两个“换心”项目。其中,新一代数据中心已于2021年10月6日成功完成投产运营,真正落地一个兼具智能敏捷、安全可靠、绿色低碳、云化高效等特点的新一代数据中心,打造出坚实的“数字底盘”,更好地适应未来快速转型的数字化新业态。

摘要： 随着云计算的迅速发展,运营商对数据中心的需求与日俱增。作为数据中心网络的关键技术,路由负责在数据中心内部以及数据中心之间为流量选路,为不同服务质量要求的流量提供差异化的路由转发服务。当数据中心规模比较大时,由于应用不可预估的通信流量以及数据中心网络的拓扑特点,传统因特网路由方法不能提供令人满意的高吞吐率和资源利用率,网络拥塞使得无法为具有服务质量要求的数据流提供带宽或时延保证。首先对数据中心网络的路由问题进行分类分析,然后着重介绍了单播路由方法的研究进展,进一步对拥塞感知的路由方法进行了介绍,最后讨论了新型数据中心网络的路由技术。

摘要： 随着互联网络数据量的急速增长和在线服务的不断增加,数据中心的网络规模不断扩大。如何构建一个能灵活扩展,具有成本效益,同时在网络进行扩展时能保持其拓扑性质不变的数据中心网络结构,已成为一个颇具挑战性的问题。笛卡尔乘积图是一种具有高可扩展性的复合图,它由基础图构造而来,通过使用笛卡尔乘积图能更灵活地构建任何规模的网络结构。基于笛卡尔乘积图,提出一种新型的数据中心网络结构,称为FSDC。FSDC使用商用m端口交换机和2端口服务器构建而成。与其他的数据中心网络结构相比,FSDC具有更好的灵活性和可扩展性。FSDC可以使用不同的基础图构建相同度的笛卡尔乘积图,因此可以构造不同的FSDC结构,并可以通过使用相同类型的m端口商品交换机来按不同的比例扩展。对FSDC的直径、对分带宽等拓扑性质进行了分析;基于节点间存在多条路径的性质,设计了一种容错路由算法。通过与其他数据中心网络结构进行对比分析和模拟实验,结果表明,FSDC具有良好的灵活性、可扩展性以及较好的成本能耗优势。

摘要： 目前在软件定义数据中心网络中,基于蚁群算法的流调度策略在对路径进行选择时存在收敛过慢和搜索停滞等缺点,容易导致数据中心网络时延过高和资源利用率低等问题。为此,提出一种基于蚁群改进的流调度算法。该算法以最大化平均链路带宽利用率为优化目标,将流调度问题抽象为整数线性规划模型,通过重定义蚁群算法中的信息素更新方式对大流的重路由路径进行求解。仿真实验表明,该算法与传统的经典流调度算法和基于蚁群算法的流调度策略相比,能够更有效地提升网络平均对分带宽,同时降低网络传输时延和丢包率,充分利用网络资源。

摘要： 随着数据中心网络流量剧增,导致异常流量攻击事件频繁发生,严重威胁了用户数据安全,为此,提出一种基于软件定义网络(SDN:Software-Defined Networking)技术的数据中心网络异常流量检测算法。该算法采用SDN技术网络框架与时间、频率集合方式构建数据流量传输流程,利用模糊C均值聚类、四元组、反向传播(BP:Back Propagation)神经网络等算法提取数据流量特征,利用主成分分析算法建立流量特征子空间,并使用矩阵方式向子空间投影,最后采用设定阈值和投影周期数据向量判断数据中心网络是否存在异常流量。实验结果表明,所提算法不仅计算简便,还能保证异常流量检测计算结果的精度,有效维护数据中心网络稳定与安全。

摘要： 针对数据中心网络(DCN)中大象流进行流量调度时调度不当发生链路碰撞,造成链路拥塞问题,提出软件定义网络(SDN)下大象流拥塞路由调度算法.通过将路径带宽最优与路径时延的归一化作为多目标评价指标进行建模,在DCN中根据链路负载评判标准进行链路拥塞判断,当链路发生拥塞时,首先利用K最短路径算法进行初始化路由处理,然后提出改进的带精英策略的非支配排序遗传算法,该算法通过对标准差拥挤度计算方法、非支配层个体数制约的精英策略以及算数交叉算子三方面进行改进从而解决局部最优问题,最后得到最佳路径并完成大象流拥塞路由调度.实验结果表明,与其他类似算法相比,该算法平均吞吐量提高8.1%,平均丢包率降低10%.

摘要： 作为云计算技术的基础,数据中心网络的通信性能成为了近年来的研究热点。独立生成树(Independent Spanning Trees,ISTs)作为数据中心网络中常见的基础结构,因其在可靠通信、容错广播以及安全分发方面的应用受到了研究者的广泛关注,在诸多特殊的网络上都取得了显著的成果。但是,学者们对在线图中独立生成树的研究却很少。BCDC是由Wang等于2018年提出的一个新的以服务器为中心的数据中心网络,其逻辑图是交叉立方体的线图且为2n-2正则图。文中给出了BCDC上独立生成树的构造算法,首先利用一种并行算法在交叉立方体中构造出2n-2棵树,然后将这些树按照一定规则连接并通过特定的转换方法将其转变为BCDC中2n-2棵相互独立的树,最后将BCDC中的剩余顶点通过一个时间复杂度为O(N)(其中N表示BCDC的顶点数)的高效算法挂接到树上,从而构造出BCDC上的以顶点[r,N(r,2)]为根的2n-2棵独立生成树,其中顶点r为交叉立方体CQ_(n)上的任意一个顶点。

摘要： 随着金融数字业务的飞速发展,金融数据中心的规模不断扩大。在此过程中,上层业务对数据中心网络的平稳性和快速性要求越来越高,同时网络规模不断扩大,网络架构愈发复杂,给网络运维工作带来巨大的挑战。针对上述挑战,基于中国银联电子商务与电子支付国家工程研究中心工作平台,银联与华为联合成立金融网络研究团队,共同开展金融数据中心网络运维数字化转型研究工作。

摘要： 针对当前数据中心网络规模巨大、流量行为复杂等的特点,研究大规模数据中心网络测量方法,定位当前网络性能瓶颈变得日益重要论文分析了当前网络测量研究现状,提出了一种基于分布式自动化测量的性能瓶颈分析方法(AM-DMPA),该方法能自动生成测量任务集合,下发测量任务,并能根据测量结果不断收敛待测网络规模,快速定位网络中的性能瓶颈链路在典型的大规模数据中心天河2中选取六种不同规模的网络环境,使用AM-DMPA方法和传统的网络测量方法进行对比,AM-DMPA方法能够更快速发现和定位网络中性能瓶颈链路.

摘要： 本文基于分布式无缓存光交换机提出了一种新的平坦型数据中心网络架构-TCF架构,并在OMNeT++仿真平台上对此架构的数据中心网络进行仿真实验,得到TCF架构数据中心网络在不同业务、不同缓存容量条件下系统平均时延、分组丢失率和吞吐量的仿真结果.仿真结果显示对于包含6000多个服务器的TCF架构数据中心网络在负载为0.4时,时延为11us,分组丢失率小于10-5.结果表明基于32×32端口无缓存光交换机的TCF架构数据中心网络具有良好的时延特性及可扩展性.

摘要： 针对大规模数据中心网络如何有效监控网络、发现网络性能瓶颈和潜在故障点,为网络性能优化提供支持成为新的研究课题.然而影响网络性能的因素众多,性能因素的影响程度存在差异,如何给出一个准确的性能评估一直是比较困难的问题.针对上述问题.提出了网络性能评估指标体系,在此基础上进一步提出了一种基于客观权重确定的数据中心网络性能评估方法(PE-OWD).该方法通过采用基于客观权值确定方法动态计算性能权值,利用基于历史参数分布的数据归一化方法,建立了完善的网络性能健康度评估模型.针对天河2真实的网络环境,对网络设备的性能指标进行评估,验证了网络性能评估方法的有效性.

摘要： 数据中心网络是云计算的重要支撑环境,如何快速准确实现自动配置,实施配置管理已成为数据中心网络的研究热点.首先描述了数据中心网络的拓扑模型,提出了自适应的拓扑探测方法ADTM,提高了拓扑发现的效率、减轻了网络负担;在此基础上,研究并提出了优化的转发策略算法MAPTC,有效避免了死锁,实现了高效转发配置策略.通过在实际数据中心网络环境中测试,验证了方法的有效性.

摘要： 本文提出一种混合链路下多播组调度策略,分为混合链路多播树建立算法和多播组信道分配算法.为了最大程度地降低网络中的冗余流量,同时避免无线信道之间的干扰,通过有线链路与无线链路相混合的方式来建立对应多播组的多播树.这种方式可以在降低数据冗余量的同时提高多播树的强壮性,有效利用有线链路的可靠性和无干扰性实现网络容量最大化.多播组信道分配算法则使用一种贪心策略来满足无线信道的分配需求,使无线信道能够有效分配到相应的混合链路多播树中.混合链路组播调度策略产生的多播流量只占Steiner-Tree算法和最短路径树算法的44％～62.5％,组播通信完成时间仅为HDFS策略的1/752.

摘要： 使用分布式系统处理"高通量"数据，需要考虑数据处理总量规模与网络建设成本关系。针对分布式系统的数据处理特征，对数据中心网络进行设计，而目前存在两种设计方法:面向特定应用定制专用网络，在通用网络拓扑基础上进行专项优化调整。大规模网络结构设计是构建数据中心和高性能计算集群的核心技术之一,底层网络设计者需要结合顶层应用通信流量特征,进行网络结构选型与优化.不当的应用通信模型会引起网络结构设计与实际需求的背离,进而导致系统通信和整体性能的下降.传统基于"黑盒"数据分析的流量建模方法存在业务建模粒度粗和应用数据规模扩展性差等缺陷.本研究引入模拟业务内部逻辑的"白盒"思想,对当前大数据应用的主流计算模式MapReduce进行精细流量建模.与真实应用流量的对比评测显示,该方法能够准确体现MapReduce计算业务所产生网络流量的特征.基于正确的流量模型,本文对四种主流数据中心网络进行了性能模拟分析.结果表明;相较负载随机均匀分布流量,同一种网络在负载MapReduce特性流量时性能将下降超过30％,因此特性流量能更加明显地展现网络拥塞与瓶颈问题.仿真实验所得到的有关网络性能瓶颈、拓扑可扩展性以及网络性价比的结论,为大规模数据中心网络选型和性能优化提供了新的依据.

摘要： 随着计算节点性能的不断提高,互连网络逐渐成为限制大规模计算机系统性能的瓶颈.互连网络核心部件交换芯片可提供的聚合网络带宽受到工艺和封装技术的限制.从网络结构与交换机结构的协同设计思想出发,本文提出了一种在交换机聚合带宽限定的条件下的多轨分割网络结构和设计方法.通过数学建模和网络模拟实验,分析了该多轨分割网络的性能边界.评测结果表明,该网络可将短消息(长度小于128Byte)的平均延迟性能提高10倍以上,为以短消息占多数的数据中心网络的性能优化提供了新思路.

摘要： 针对当前数据中心网络规模巨大、流量行为复杂等的特点,研究大规模数据中心网络测量方法,定位当前网络性能瓶颈变得日益重要.论文分析了当前网络测量研究现状,提出了一种基于分布式自动化测量的性能瓶颈分析方法(AM-DMPA),该方法能自动生成测量任务集合,下发测量任务,并能根据测量结果不断收敛待测网络规模,快速定位网络中的性能瓶颈链路.在典型的大规模数据中心天河2中,选取六种不同规模的网络环境,使用AM-DMPA方法和传统的网络测量方法进行对比,AM-DMPA方法能够更快速发现和定位网络中性能瓶颈链路.

摘要： 针对大规模数据中心网络中如何有效监控网络异常事件、发现网络性能瓶颈和潜在故障点等问题,在深入分析InfiniBand(IB)网络的特性,引入了特征选取策略和增量学习策略的基础土,提出了一种面向大规模IB网络增量学习的故障诊断方法IL-Bayes,该方法以贝叶斯分类方法为基础,加入增量学习机制,能够有效提高故障分类精度.在天河2真实的网络环境下,对算法的诊断精度和误诊率进行了验证,结果表明1L-Bayes算法具有较高的故障分类精度和较低的误诊率.

摘要： 针对数据中心网络存在负载不均衡、带宽利用率低、网络性能差的问题,提出了一种基于最大流的负载均衡策略.本文对存在问题进行了分析,提出了对数据中心网络寻找最大流路径,并结合数据中心网络多路径的特点,计算最佳的均衡路径对数据进行转发的算法.为满足算法中的实时路径负载监控及动态修改路由的需求,引入了SDN的OpenFlow协议,利用SDN网络控制与数据解耦合网络可编程的特点,完成算法的实现.性能评估实验表明,相较于ECMP-Hash算法,基于最大流的负载均衡算法有较低负载不均衡度,更小的网络的丢包率,充分地利用了网络资源.

摘要： 本发明提供了数据中心的虚拟网络管理方法及数据中心系统，涉及网络管理技术领域，包括以下步骤：在多台主机服务器中部署虚拟网络拓扑平台，调配配置满足应用运行要求；通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，从而筛选出用户连接的虚拟机；本发明通过设置节点参数，识别物理网络节点的配置信息以及它们之间的端口连接链路，筛选出用户连接的虚拟机，并采集vlan与交换机和交换机端口之间的归属关系，保存各物理网络节点中IP与MAC的关系数据，以此确定用户不同虚拟机的身份节点，标上ID与交换机相关联，确保用户虚拟机的身份准确，避免数据传输杂乱。

摘要： 本发明涉及网络体系结构技术领域，具体来说是一种在跨数据中心集群共识算法中减少数据中心间网络传输次数的方法，每个集群包括若干备用节点，还包括一定序主节点，定序主节点负责接收上游消息；一处理主节点，处理主节点负责将同步完成后的消息提交给应用并产生输出发送给下游；所述定序主节点和处理主节点分属不同数据中心。本发明所提供的一种在跨数据中心集群共识算法中减少数据中心间网络传输次数的方法，和通常RAFT等共识算法中默认将定序主和执行主合一的思路相比，在多级流水线正确部署的情况下通常优于后者。

摘要： 本发明实施例公开了一种数据中心网络组网的方法以及数据中心网络。其中，该数据中心网络包括多个部署单元，每个部署单元包括至少两台Spine交换机以及至少一台Leaf交换机；在每个部署单元内，每台Leaf交换机分别和该部署单元内所有Spine交换机中的至少两台Spine交换机相连；在至少两个部署单元之间，每个部署单元内至少存在一台Spine交换机和其他每个部署单元内的至少一台Spine交换机相连。通过建立部署单元之间的Spine交换机的连接关系，能够在不增加网络设备的条件下，实现不同部署单元之间的通信，降低了网络的复杂度，并且提高了网络管理与维护的效率。

摘要： 本发明实施例公开了一种数据中心网络组网的方法以及数据中心网络。其中，该数据中心网络包括多个部署单元，每个部署单元包括至少两台Spine交换机以及至少一台Leaf交换机；在每个部署单元内，每台Leaf交换机分别和该部署单元内所有Spine交换机中的至少两台Spine交换机相连；在至少两个部署单元之间，每个部署单元内至少存在一台Spine交换机和其他每个部署单元内的至少一台Spine交换机相连。通过建立部署单元之间的Spine交换机的连接关系，能够在不增加网络设备的条件下，实现不同部署单元之间的通信，降低了网络的复杂度，并且提高了网络管理与维护的效率。

摘要： 本发明提供了一种数据中心网络以及部署数据中心网络的方法。所述数据中心网络包括一个核心交换机组，m个循环阵列波导光栅CAWG组以及m个边缘交换机组，所述核心交换机组包括k个核心交换机；每个CAWG组包括2*Y个N*N规格的CAWG，所述2*Y个CAWG包括Y个上行CAWG和Y个下行CAWG；所述Y个上行CAWG分别通过上行光链路连接所述核心交换机组中的每个核心交换机；所述Y个下行CAWG分别通过下行光链路连接所述核心交换机组中的每个核心交换机；所述第一边缘交换机组包括多个边缘交换机；所述多个边缘交换机中的每个边缘交换机分别连接所述第一CAWG组中的上行CAWG和下行CAWG。本发明能够减少数据中心网络的光纤数量，简化数据中心网络的维护操作，节约构建数据中心网络的成本。

摘要： 本申请公开了一种数据中心中网络路径切换方法、数据中心网络系统及设备。其中，方法包括：通过第一路径向目标节点发送数据信息；探测至目标节点的至少一个第二路径的路径状态；响应于路径切换触发事件，根据至少一个第二路径在所述事件触发前的路径状态，从至少一个第二路径中选定路径状态满足预设要求的一个第二路径作为目标路径；切换至所述目标路径以向所述目标节点发送数据信息。本申请技术方案不是在所述事件触发后再去检测第二路径的路径状态，而是基于回溯的所述事件触发前的路径状态确定目标路径，选路及时快速，路径切换速度快，经测试可实现50ms级别的快速切换。

摘要： 本发明实施例公开了一种数据中心网络组网的方法以及数据中心网络。其中，该数据中心网络包括多个部署单元，每个部署单元包括至少两台Spine交换机以及至少一台Leaf交换机；在每个部署单元内，每台Leaf交换机分别和该部署单元内所有Spine交换机中的至少两台Spine交换机相连；在至少两个部署单元之间，每个部署单元内至少存在一台Spine交换机和其他每个部署单元内的至少一台Spine交换机相连。通过建立部署单元之间的Spine交换机的连接关系，能够在不增加网络设备的条件下，实现不同部署单元之间的通信，降低了网络的复杂度，并且提高了网络管理与维护的效率。

摘要： 本发明实施例公开了一种数据中心网络组网的方法以及数据中心网络。其中，该数据中心网络包括多个部署单元，每个部署单元包括至少两台Spine交换机以及至少一台Leaf交换机；在每个部署单元内，每台Leaf交换机分别和该部署单元内所有Spine交换机中的至少两台Spine交换机相连；在至少两个部署单元之间，每个部署单元内至少存在一台Spine交换机和其他每个部署单元内的至少一台Spine交换机相连。通过建立部署单元之间的Spine交换机的连接关系，能够在不增加网络设备的条件下，实现不同部署单元之间的通信，降低了网络的复杂度，并且提高了网络管理与维护的效率。

摘要： 本发明提供了一种数据中心网络以及部署所述数据中心网络的方法。所述数据中心网络包括一个核心交换机组，m个循环阵列波导光栅CAWG组以及m个边缘交换机组，所述核心交换机组包括k个核心交换机；每个CAWG组包括2*Y个N*N规格的CAWG，所述2*Y个CAWG包括Y个上行CAWG和Y个下行CAWG；所述Y个上行CAWG分别通过上行光链路连接所述核心交换机组中的每个核心交换机；所述Y个下行CAWG分别通过下行光链路连接所述核心交换机组中的每个核心交换机；所述第一边缘交换机组包括多个边缘交换机；所述多个边缘交换机中的每个边缘交换机分别连接所述第一CAWG组中的上行CAWG和下行CAWG。本发明能够减少数据中心网络的光纤数量，简化数据中心网络的维护操作，节约构建数据中心网络的成本。

摘要： 本发明公开了一种数据中心网络系统，包括机架及设置在机架内的一台或多台服务器，每台服务器有多个网络端口，机架内服务器的连接方式符合度直径问题最优解，即保证节点数和度数的最佳连接方式，其中直径代表网络的最大跳数，也就是时延性能；节点的度代表服务器的网络端口数量。本发明优化了传输性能，支持更高的吞吐和时延要求，更小的直径，更少的平均跳数，更大的链路带宽，达成高吞吐低时延的数据中心网络需求。