DCent:基于双网卡服务器的高可扩展数据中心网络结构

虽然以服务器为中心的新型数据中心网络互联结构部分一般程度地解决了传统树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,但是,现行服务器大多数带有2个网络端口,如何基于双网卡服务器设计一种高可扩展、高性能的数据中心网络互联结构是一个颇具挑战性的问题.提出了基于双网卡服务器的高效可扩展数据中心网络互联结构DCent.DCent具有较高的网络吞吐量,使得数据中心能够进行无损和持续扩展,各类应用能够不受数据中心规模扩展的影响而继续运行;且服务器之间通过交换机进行互联,避免了服务器之间的直接连线,具有良好的模块化性.     

面向粗粒度需求的服务组合优化方法

针对用户缺乏专业知识,往往只能给出粗粒度的需求,提出了一种基于粗粒度需求的服务组合优化方法.该方法把满足用户某一粗粒度需求的服务实例抽象为一类服务集合,依照业务流程关系将不同集合联系起来形成可行解;结合用户具体的功能需求,将不同服务集合内的服务实例科学地组合起来,形成满足功能需求且具有最优QoS指标的服务集合,并与具备复合功能的服务进行比较,最后形成优化解.实验结果表明:与传统方法相比,该方法综合考虑了用户的现实需求与系统的负载,合理地实现了服务组合的优化,满足了用户的需求,符合现实情况.     

应用感知的数据中心网络多租户共享方法

在多租户数据中心,来自不同租户的应用程序共享并竞争使用网络资源.网络共享策略会对应用程序端到端的性能(如作业完成时间、吞吐量等)产生直接的影响.为了衡量租户应用程序的整体数据传输速率,本文引入进度(Progress)的指标.该指标被定义为租户应用程序在所有链路上经需求标准化后的最小带宽分配量,反映的是租户能够完成其数据传输的最慢速率.通过最大程度地提高租户进度,可以优化上层应用程序的执行时间等性能.先前的大多数工作都集中在实现网络共享的公平性、可预测性和效率之间的权衡,忽略了提高租户的长期进度.本文观察发现应用程序放置于租户所租赁的不同虚拟机上会形成不同的带宽需求分布,进而影响后续带宽分配所能够获得的最优进度.通过理论分析我们证明了获得所有租户最优进度的关键在于最小化网络瓶颈链路上的带宽需求.基于此,本文提出应用感知的网络多租户共享方法,通过联合优化任务放置和带宽分配的过程,该方法最大化所有租户的进度,并在优势资源公平性限制下最大化网络利用率.实验结果证明,与目前的最新带宽分配方法相比,本文将租户整体进度提高了85.6％～107.7％,网络链路利用率提高了71.2％～112.4％.     

IPSBSAR:一种基于熟人关系的增量式P2P搜索算法

P2P网络中参加资源共享的节点日益增多且呈海量趋势.如何在海量用户、海量资源的情况下,对所有满足查询语义的资源进行穷尽式搜索是一个颇具挑战性的问题.针对这一问题,提出了一种基于熟人关系的增量式P2P搜索算法IPSBSAR.算法基于人类社会的熟人关系,将人类社会关系中个体间交流与合作机制引入到P2P网络中,不但实现了P2P网络的增量式搜索,而且可以避免由非法拷贝而引起的版权问题.实验表明,IPSBSAR算法能够以较低的代价和较低的路由延迟,获得较高的增量式查询命中率;对同一语义进行穷尽式搜索时,能够搜索出满足查询语义的绝大多数资源,具有较高的效率.     

一个通用最优的动态网络构建框架

覆盖网络的拓扑特性对P2P系统的性能至关重要.现有的覆盖网络大多基于静态互联网络,因为互联网络在静态环境下表现出良好的拓扑特性.Moore下界给出这些静态网络的直径和结点度数的最佳折中理论值,但由于动态变化的网络,Moore下界不适合现存P2P系统.为此,该文根据现有P2P系统的特点,给出在高度动态环境下新的网络直径和...     

MDCent:一种高可扩展、高吞吐量的模块间互连结构

近年来,提出的以服务器为中心的新型数据中心网络互连结构部分程度地解决了传统树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,同时出现了以集装箱为基本模块构建超大规模的数据中心.然而,如何设计模块之间的互连结构,确保数据中心网络具有高可扩展性、模块之间具有高带宽是一个非常具有挑战性的问题.以BCube为代表的新型数据中心网络,能够将数千台服务器互连在一个集装箱内,且对各种典型流量模式提供较高的带宽.提出了一种常量度数的模块之间的互连结构MDCent.MDCent基于BCube结构进行模块内服务器互连,利用模块内大量未被使用的上行端口,在各个模块保持常量度数的情况下,能够保证模块之间具有高可扩展性,同时模块之间具有较高的带宽.     

专题:数据中心网络关键技术 专题导读

随着信息时代的快速发展,大规模数据存储和高性能处理的应用需求日益剧增。数据中心作为一种有效的大规模数据存储和处理基础设施,在云计算、物联网等应用中扮演着愈加重要的角色,并得到很多大型企业、政府机构的大力支持和科技工作者的高度重视。目前继高速网络和超级计     

低轮值无线传感器网络中基于时空相关性的编码算法

In low-duty-cycle wireless sensor networks, designers have to cope with unreliable links and limited communication capacity. In this work, we propose COST, a coding scheme that leverages spatial-temporal diversity to achieve higher energy efficiency and lower delay of packet transmissions. We particularly address long sleeping intervals in low-duty-cycle networks by exploiting multi-path diversity. Specifically, we propose to employ an erasure-coding scheme to improve reliability. With respect to energy efficiency and delivery timeliness, we formulate the problem in optimal allocation of coded blocks over multiple paths, which is then proved to be NP-hard. We further propose a near-optimal algorithm to solve the allocation problem. Through extensive simulations, we evaluate the impact of network parameters and demonstrate the effectiveness of our proposal.     

新兴分布式计算技术与系统专题序言

分布式计算与系统一直是承载重要信息化基础设施的基础.一方面,分布式计算的理论、技术与系统的研究发展可有效助力大型信息系统(如云计算、边缘计算、5G网络等)的快速发展;另一方面,新兴的信息技术与应用(如区块链、机器学习等)也在倒逼分布式计算与系统的技术进步.因此,分布式计算与系统一直是国内外研究的热点,在基础科学理论、关...