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。     

一种构建超大规模数据中心的模块化网络结构

模块化数据中心网络的模块间互联结构和路由负责模块的有效组织,以及不同模块服务器间的高效通信.为此,如何设计具有高带宽、高容错和高可扩展能力的互联结构以支持大规模、超大规模数据中心的构建成为模块化数据中心网络需要解决的首要问题.提出了一种构建超大规模模块化数据中心的模块间互联结构MDKautz,该结构通过模块内大量未被使用的交换机预留高速端口将模块以Kautz图互连,在无需额外增加任何高端交换设备的前提下,构造出具有高带宽、高容错和灵活可持续扩展性的超大规模数据中心网络.对MDKautz的构建方法、路由策略以及扩展方法进行了分析,数学分析和模拟实验结果证明了该新型网络结构具有良好的拓扑特性和通信性能,可有效支持数据中心高带宽、高容错的典型应用.     

一种以服务器为通信节点的数据中心网络设计

根据虚拟网络在数据中心(Data Centers)网络的发展和研究现状,提出了一种基于工业电信网络圆柱型结构的数据中心网络架构。深入阐述了数据中心虚拟网络的结构、网络特性、路由策略以及构建成本等,着重分析了静态路由策略以及基于容错机制的路由算法设计与实现。利用常用TCP/IP协议构建网络内部传输模型,测试数据中心网络的传输性能、路由查询速率以及静态路由策略工作效率并进行分析,同时仿真测试了网络的负载平衡及其容错性。     

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。     

BCube在2-限制连通度下的容错路由算法

BCube是具有良好性能的数据中心网络.相比传统的树形数据中心网络,BCube在扩展和容错性能方面都表现出很大的优势.目前,对于BCube的研究可以归结为对其逻辑图BCn,k(广义超立方体的一种特例)的研究,其中交换机被视为透明设备.在实际应用中,随着网络规模的不断增加,顶点发生故障已经成为一种常态.因此,研究网络的容错路由很有意义.目前,有不少关于BCn,k容错路由的研究,但其2-限制连通度下的容错路由目前还没有被研究.在提出容错路由算法之前,首先证明了BCn,k的2-限制连通度为3(k+1)(n-1)-2n,其中k≥3且n≥3.然后在此基础上提出了一个时间复杂度为O(κ(BCn,k)3)的容错路由算法,其中κ(BCn,k)=(k+1)(n-1)是BCn,k的连通度.该算法可以在故障顶点个数小于3(k+1)(n-1)-2n且每个无故障顶点至少有两个无故障邻居时找到任意两个不同的无故障顶点之间的一条无故障路径.     

一种树形拓扑的无线Mesh网络路由协议

研究和分析无线Mesh网络路由协议及其特点,提出无线Mesh网络路由协议设计原则。遵循这些原则,充分利用Mesh网络全相连的优点构建出树形逻辑拓扑结构,该拓扑结构能满足无线Mesh网络业务特点的要求。在该拓扑树基础上设计一种基于树形拓扑的无线Mesh网络路由协议(TTRP),该协议采用无开销的源地址学习方式构建路由相关表项,提高了TTRP路由协议的健壮性和网络的抗毁性。     

DCNS:一种高可用性的数据中心网络

近年来,随着云计算技术的飞速发展,数据中心网络作为底层基础设施,发挥着越来越重要的作用。数据中心网络能够为各种云计算环境提供良好的服务。 这几年 在研究云计算的同时,数据中心也是一个重要的研究热点。学习了一些新的拓扑结构,主要包括Fat-tree、DCell以及BCube等。而这些方案在系统扩展太快或者太慢的情况下,都在不同程度上有一些性能的瓶颈或者在路由以及结构的构建上有比较高的代价。提出了一个代价有效并且具有很强扩展性和容错性的数据中心网络——DCNS。其混合了DCell以及BCube的优点,避免了它们各自的缺点。之后提出了一个针对DCNS的容错路由机制。最后,使用一个合适的测试环境来测试该数据中心网络架构的有效性。实验表明,DCNS能较好地满足数据中心对网络结构的要求,并且能够保证系统的可用性。     

基于树形拓扑的无线Mesh网络路由协议研究

研究和分析了无线Mesh网络路由协议及其特点,提出了无线Mesh网络路由协议设计原则.遵循这些原则,充分利用Mesh网络全相连的优点构建出树形逻辑拓扑结构,该拓扑结构能满足无线Mesh网络业务特点的要求.在该拓扑树基础上设计了一种基于树形拓扑的无线Mesh网络路由协议(TTRP),该协议采用无开销的源地址学习方式构建路由相关表项,快速链路切换和路由重定向机制大大提高了TTRP路由协议的健壮性和网络的抗毁性.网络仿真结果表明了该路由协议的可行性.     

一种高效的超节点网络容错机制

超节点网络采用超节点作为普通节点服务器,负责管理和查询处理的机制,提高了搜索效率。但是,如果超节点失效,将会严重影响网络的稳定性和查询效率。提出一种高效的容错机制。首先,改进了无向双环结构,提出k-无向双环拓扑结构,并利用此技术,构建了超节点层拓扑结构,使网络具有高容错特性;同时在此基础上,给出了超节点选择和超节点负载均衡的方法,降低了超节点因负载过重而失效的可能性,另外,给出了超节点失效恢复算法和容错路由算法,解决了超节点失效后的恢复和路由问题。实验结果显示,该网络具有易维护、高容错的特点。     

基于改进胖树结构的数据中心网络设计

随着云服务的广泛应用,部署云服务的数据中心网络向着大型化,多路径的结构发展。胖树运用简单的拓扑模型为数据中心提供出色的聚合带宽性能。本文提出一种基于改进胖树结构的新型数据中心网络,该网络利用边缘交换机直接连接核心交换机,并为其设计了错误避免路由算法,为数据中心网络提供简单高效的路由生成办法。通过计算得知改进型胖树结构的数据中心网络有更短的路径,同时能简单快速构建路由表。     

热点事件

比亚迪转型之痛 最新销售数据显示,比亚迪连续第三个月出现同比负值。7月份高端车型M6的推出,释放出比亚迪转型的信号。比亚迪正借M6进军利润空间更大的中高级轿车市场,按照规划,比亚迪还将陆续推出i6、G6、S6,定位在B级车的i6,将是品牌旗下最高端的旗舰车型。而企业制定这个新车战略之时,完全没有想到其再次翻倍的计划将受到打击,     

一种新型实时数据模型——钟面模型

动态的实时数据总是包含对应的时间信息,现有实时数据库技术没有充分考虑时间信息的建模问题;另一方面,大型实时数据库中数据存取效率的瓶颈在于磁盘的机械运动.提出了一种新型实时数据模型--钟面模型.建立了钟面模型与实时数据的时间属性之间的逻辑对应关系,分析了钟面模型与磁盘存储介质的圆柱状结构之间的逻辑对应关系,以及根据数据在逻辑钟面的偏移位置,确定数据在物理磁盘上的偏移位置的计算方法.初步研究结果表明基于钟面模型的实时数据模型及其对应的数据存取技术,可以减少磁盘的机械运动,缩短定位操作所消耗的时间,显著提高数据处理效率.     

模糊知识数据库数据模型及其实现技术

本文提出一种能处理模糊知识的知识数据库数据模型，详细介绍了其模糊知识表示，模糊关系代数及不精确推理的实现策略。     

数据采集

本文针对经济和管理领域计算机应用的新问题，运用系统工程思想，提出了数据采集概念，系统完整地归纳出在计算机信息系统各层次采集数据的通用方法及其基本原理，并分析对比各种方法的利弊，从而找到最适合广大非计算机专业的经济和各类管理人员使用的数据采集方法。     

数据可视化在数据挖掘中的应用

数据挖掘是从大量历史数据中抽取潜在的、有价值的知识或规则的过程。数据可视化对于快速分析数据，表示高维数据方面非常直观、有效。本文首先讨论了几种可视化技术，随后就数据可视化在数据挖掘的模型、过程中的应用进行探讨。     

数据集成中XML数据查询语义重写

查询重写是数据库研究的一个基本问题，它和查询优化，数据仓库，数据集成，语义缓存等数据库问题密切相关，为提高集成系统的查询效率，系统选择提交频率较高的XML查询物化为中间层视图，用户提交查询后，系统尽可能利用中间视图层中视图，而不是访问数据源来回答查询，这个问题实际可以归结为半结构化查询重写问题，考虑到中间视图层空间的有限性，已有视图应当尽可能回答更多的查询，传统查询重写方法有考虑半结构化数据之间的约束，而根据约束可以等价变换查询，从而提高中间视图层中的表达能力，提出了一种新的半结构化查询重写的方法，该方法在保证算法正确性和完备性的基础上，利用上半结构化数据中的约束，尤其是XML文件中的路径依赖，来增强中间层物化视图的表达能力，理论分析和初步原型实验证明方法的有效性。     

数据断层分析在广播电台数据处理中的应用

随着大数据技术的不断升温,数据断层现象的分析与处理已经成为数据挖掘领域重要的方式与手段。数据断层理论作为描述数据对象之间发生局部位移趋势的分析理论,对于数据预处理过程具有十分重要的指导性意义。在初步描述数据断层理论基本概念的基础上,以上海"动感101"音乐电台的移动客户端应用日志数据为例,构建数据断层理论分析系统来处理电台数据中所存在的数据断层现象,提高了数据对象预处理的质量,得到了有效的电台决策辅助信息,从而充分说明了数据断层理论的科学性和有效性,为进一步研究奠定了坚实基础。     

基于数据属性描述的数据过滤方法

本文研究了已有的各种基于Web的信息系统数据过滤方法,评价了它们的优缺点和适用范围,并实现了一种基于数据属性描述的数据过滤新方法。通过合理配置数据过滤程序,提高数据过滤的效率。该数据过滤方法实现了数据过滤的灵活定制和软件复用,减少了开发人员的重复工作。     

KDDCUP99数据集的数据分析研究

kddcup99数据集的网络连接数据量很大,各特征属性的取值范围较广,决策类型的种类也很多。因此,如果直接在原数据集上进行数据预处理或是数据挖掘都将是一件十分困难的事情。通过对kddcup99进行数据分析,提出一种对其按照service属性的不同进行分块的新思路,在不失真的前提下,将大问题转化成小问题,从根本上解决了数据集过大的难题。     

数据并行高层描述语言中的数据抽象

数据并行高层描述语言DPHL是我们开发的面向科学计算的一个描述语言,变量定义和基于域上的计算是该语言的重要组成部分,本文通过对数据并行方法、科学计算特点以及现有并行语言的研究和分析,论述了变量定义中数据抽象的两个主要方面;一是引入了变量的定义域、子域和依赖域概念,给出了它们的形式化描述,二是引入了变量的数学属性,并和域分离,便于数据并行自动识别,重构高效的并行程序,使DPHL描述符合或接近于专业上数学表示。