数据中心网络路由研究进展

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...     

Force10布局“开放式云网络”

Force10网络公司日前宣布推出其开放式云网络框架（OCN）,为数据中心的建设、扩展以及管理提供了全新的途径。通过采用新一代集中式和分布式核心交换机、柜顶式（ToR）开放式云交换机以及自动化软件,     

基于骨干网的数据中心网络服务规划设计

数据中心是云计算的核心,而当前基于电交换器、传统多级交换网络、集中放置与管理的数据中心架构无法满足未来云服务对高性能数据中心在可生存性、高可用性与设计灵活性等方面的要求。以网络可生存性和最小化网络代价为目标,针对数据中心的放置、服务路由及保护进行联合优化设计。首先通过设计ILP获取最优解。该ILP集成了p-cycle、服务量备份以及快速重路由等思想,分别针对单个链路或单个服务器损坏进行快速保护。然后进一步给出一种启发式算法,该算法包含数据中心的放置及服务路由和快速保护两大步骤。ILP和启发式两种方法最终都通过广泛的仿真实验进行了验证。     

基于SDN的胖树数据中心网络多路径负载均衡算法研究

软件定义网络SDN(Software Defined Network)通过将网络设备的控制层与数据层分离解耦,能够实现网络的集中控制和流量的灵活转发,因此被广泛应用于数据中心等相关领域。在数据中心网络中,为了提高网络的带宽和吞吐量,多采用具有多路径特性的层次型网络拓扑结构,如胖树拓扑结构。然而传统路由算法对多路径的支持非常有限,无法充分利用网络剩余带宽。重点研究基于SDN的胖树数据中心网络多路径负载均衡算法。利用SDN网络集中控制的特点,获取多路径实时状态信息,计算各路径当前可用带宽,根据数据流的带宽需求选择最佳转发路径。实验结果表明,该算法无论在降低网络传播时延还是在提高网络吞吐量等方面都优于传统路由算法,能够实现胖树数据中心网络的多路径负载均衡。     

基于SDN的胖树数据中心网络的多路径路由算法

近年来,具有多路径能力的胖树拓扑结构已经被应用在很多数据中心网络(DCNs)中,以提高网络带宽和容错性。但其使用的传统路由协议对多路径路由的支持是非常有限的,并没有充分利用胖树数据中心网络的多余的可用带宽。因此研究了基于SDN的胖树网络的多路径路由。首先提出一个属于线性规划范畴的问题并证明它的NP完全性;然后提出了一个利用软件定义网络架构优点的实用算法,其依赖于一个中心控制器来收集网络状态信息,以作出最优的路由转发决策;最后把算法实现为OpenFlow控制器的一个模块并进行仿真验证。实验结果表明,所提算法无论在提高吞吐量还是减小端到端时延方面都优于传统的基于拓扑感知启发式的多路径算法。     

数据中心负载均衡方法研究综述

随着云计算的发展,数据中心网络成为近年来学术界和工业界关注的研究热点.现代数据中心网络通常采用胖树等多根树拓扑结构,存在多条可用路径来提供高对分带宽.由于等价多路径路由等传统的负载均衡方法无法适应数据中心网络中高动态和强突发的流量特性,多种针对数据中心的负载均衡方法不断涌现.围绕数据中心中负载均衡的基本问题,介绍了当前...     

Web交换机 路在何方

互联网日新月异的发展,使系统负载和新的应用需求呈迅速增长之势,这迫使电子商务先驱们趋向于构建新的体系结构以适应其业务的增长,于是具有内容智能交换功能的Web交换机应运而生,它成为构架下一代Web基础设施的新型设备。 Web交换机是为数据中心设备提供管理、路由和负载均衡传输的交换设备,除了由传统第二/三层交换机所提供的连接和数据包路由服务外,Web交换机可提供传统局域网交换机和路由器所缺乏的完备的策略,将局部和全球服务器负载均衡、存取控制、服务质量保证及带宽管理等管理能力结合起来。由于可在应用层为电子商务提高性能、增强安全性、可用性     

非凡构架构建非凡网络 华为3Com Quidway S8500万兆核心路由交换机应用方案

S8500万兆核心交换机是由华为3Com公司自主开发的新一代高性能万兆核心路由交换机产品,可广泛应用于运营商IP城域网核心层、汇聚层、园区网和企业网核心层,为新一代网络提供强劲动力。S8500基于10G平台设计,并在国内厂商中先期提供10GE接口,能够为城域网、园区网、数据中心提供超高速链路,构建端到端以太网,打造低成本、高性能、具有丰富业务支持能力的网络。     

高维胖树系统中确定性路由容错策略实现

由于采用高维胖树拓扑结构的高性能计算机系统中叶交换机故障将严重影响系统使用,为了提高系统的可用性和可维性,基于误路由的思想提出了一套适用于高维胖树拓扑的确定性路由容错策略。其基本思路是通过误路由绕过发生故障的叶交换机,跳转至同维中其他叶交换机后,再通过正常路由到达目的节点。该容错策略可在不影响系统使用的情况下,实现故障叶交换机的屏蔽,并在实际的高维胖树系统中进行了容错实验。实验结果表明,该容错策略取得了可快速屏蔽故障叶交换机的预期效果,可以有效地提高系统维护的效率。     

非凡构架构建非凡网络——华为3Com Quidway S8500万兆核心路由交换机应用方案

S8500万兆核心交换机是由华为3Com公司自主开发的新一代高性能万兆核心路由交换机产品．可广泛应用于运营商IP城域网核心层、汇聚层、国区网和企业网核心层，为新一代网络提供强劲动力。S8500基于10G平台设计，并在国内厂商中先期提供10GE接口，能够为城域网、园区网、数据中心提供超高速链路，构建端到端以太网，打造低成本、高性能、具有丰富业务支持能力的网络。     

面向云计算的数据中心网络体系结构设计

近年来,云计算技术的蓬勃发展为整个IT行业带来了巨大变革.传统数据中心网络拓扑构建方式及网络层控制平面的运行机制存在固化性,已经难以满足新形势下日益增长的高性能及高性价比需求,并且无法支持云环境下更加灵活的按带宽租赁数据中心网络的运营方式.因此,提出了一种通过低造价的可编程交换机来构建具有高连通性的非树状数据中心网络的方式,并设计了可编程交换机与服务器2.5层代理协同工作的基于凸优化的虚拟网络带宽控制管理机制,从而提供足够的灵活性以对资源虚拟化技术提供更好的支持.实验表明,新型体系结构在降低构建成本的同时大幅提高了数据中心网络的吞吐量并提供了更加灵活的网络带宽分配机制.     

SDN/IP网络动态路由系统设计

传统IP网络到SDN的网络升级会经历一段两种网络共存的过渡期。本文为SDN/IP网络设计了一种普适和灵活的动态路由系统,系统为混合网络提供动态路由功能,解决不同网络设备间无法协作执行动态路由的问题。动态路由系统部署于SDN控制器中,由动态路由引擎、路由应用和网络管理应用等组成。系统中,网络管理应用根据外部信息配置网络,动态路由引擎为SDN交换机计算路由表,路由应用将路由表转化为流表下发至SDN交换机,SDN交换机按照流表转发数据包。经过实验验证,本系统能够实现传统路由器与SDN交换机之间的路由消息互通,两种网络设备能够根据各自计算出的路由信息转发数据包。本系统对IP网络与SDN的混合组网具有重要意义。     

VTFTR：高维胖树中的无死锁容错路由算法

随着近年来高性能计算系统规模的急剧扩大,高性能互连网络的可靠性成为愈发重要的问题。高维胖树是一种结合了胖树与多维环网优点的网络拓扑结构,凭借其良好的可扩展性与网络性能在E级时代具有广阔的应用前景。然而,目前关于高维胖树中容错路由算法的相关研究较为有限,其可靠性问题亟待解决。为提高高维胖树拓扑在高性能互连网络中的容错能力,进一步提高对应超算系统的运行效率,提出一种用于高维胖树中叶交换机故障的容错路由算法VTFTR。该算法结合转向模型与虚通道切换的思想,通过严格控制报文在无故障路径与容错路径中的转向,使用少量的容错虚通道与额外跳步实现高维胖树中的无死锁容错。实验结果表明,在单点故障情况下,VTFTR算法的容错路径较对比算法有2~4个跳步的减少,在4 096个节点规模的网络中,当叶交换机故障数量为10时,在故障叶交换机不同的分布情况下,该算法能够以1.4%~2.0%的吞吐率下降作为代价来保持全网无故障节点之间的互连。     

建万兆核心——华为3Com推出Quidway S8500交换机系列

2月24日,华为3Com推出其交换机系列的旗舰产品——Quidway S8500系列万兆核心多业务路由交换机。Quidway S8500系列是由华为3Com公司自主开发的新一代高性能万兆核心路由交换机产品,可广泛应用于电子政务网核心层、校园网及教育城域网核心层、园区网和企业网核心层以及运营商IP城域网核心层、汇聚层。Quidway S8500基于10G平台设计,并支持新一代高性能万兆接口,能够为城域网、园区网、数据中心提供超高速链路,构建端到端以太网络,打造低成本、高性能、具有丰富业务支持能力的高性能网络。Quidway S8500提供大容量、高密度、模块化的二…     

云计算数据中心网络的端到端流量计算

云计算数据中心网络的流量特征是研究和设计云计算网络的基础,现有的流量测量研究方法通常要求交换机支持额外功能模块或具备可编程能力,而目前大多数云计算数据中心网络的交换机并不满足此要求。提出一种基于网络层析技术的端到端流量推理算法,仅使用交换机普遍支持的SNMP(简单的网络管理协议)数据,就能快速准确地计算出端到端的流量信息。并通过仿真实验与已有的网络层析算法进行比较,结果表明新算法更适用于大规模的云计算数据中心网络,可以在较短的时间内得到更准确的计算结果,从而为云计算网络的设计和研究提供了重要的参考依据。     

面向流数据处理的数据中心网络拓扑研究

作为网络服务的底层硬件平台,数据中心的网络拓扑结构及工作机制对于上层的应用服务的性能具有决定性的作用。传统数据中心采用的树形分层结构已经难以满足新一代网络服务的需求,特别是在数据流的应用上传统的网络结构更加无法适用。因此,提出一种针对流数据处理的新型模块化数据中心拓扑构建方式并设计以服务器为中心的路由算法。该方案采用低造价的商业级交换机构建数据中心网络,在降低构建造价的同时提高网络的吞吐量及容错性能。实验表明,所提出的拓扑结构及路由算法在流数据处理上的网络吞吐量表现优于传统的树形结构并且具有更好的容错性能。     

InfiniBand网络胖树路由算法分析

胖树拓扑结构是搭建集群和HPC比较流行的结构,它具有无阻塞传输和对分带宽的优点。本文介绍了In-finiBand子网管理和胖树结构,分析了胖树路由算法的计算过程和相关改进。     

胖树中的分布式动态容错路由

面向云计算的超大规模互连网络增加了对网络容错的要求,容错已成为互连网络的重要问题.为了保证网络的高可用性和高性能,文中基于胖树网络拓扑提出了一种分布式的动态容错路由方法.该方法通过引入一套链路失效消息传播机制和一套基于链路失效信息的动态容错路由算法来实现胖树网络的分布式动态容错.相比已有方法,该方法不增加网络硬件和路由路径长度,并且具有高执行效率和高性能.实验结果表明,在m端口交换机构成的胖树中,该方法可以容忍任意m/2-1条失效链路并以高概率容忍更多条失效链路的组合,同时保持网络的高性能.     

基于FCoE协议的NPV交换机流量转发

以太网光纤通道FCoE(Fiber Channel Over Ethernet)实现了数据中心前端计算网络与后端存储网络的无缝融合,降低了数据中心基础设施的单位建设成本、维护成本,支持数据中心异构网络环境与不同的接口类型。存储区域网络SAN(Storage Area Network)中交换机数量受到8比特域ID唯一的限制最多可以有239台。N端口虚拟化技术NPV(N Port Virtualization)极大地克服了SAN网络在规模上受限的问题,能够让更多的服务器或存储设备接入到网络中,扩大网络容量。NPV交换机与传统FCF(Fabric Channel Forward)交换机最大的差别是上下行流量转发机制不同,它采用上行流量从映射端口转发,下行流量查表转发。NPV交换机驱动层路由模块的设计与实现采用敏捷开发模式进行,主要包括端口设置、下发NPV Mapping表项、路由表项、Fips规则下发。实验测试证明该设计实现了NPV交换机对FCoE流量的正常转发,确保了可行性。     

IT技术与产品

华为推出CloudEngine系列数据中心交换机 6月6日,华为在北京嘉里中心“云引擎,承未来——CloudEngine系列数据中心交换机暨CloudFabric解决方案发布会”上。推出面向云计算的CloudEngine系列数据中心交换机。IDC大中华区研究部副总裁兼代理中国区总裁霍锦洁表示,