數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)和流量協(xié)同傳輸管理

第1部分基礎(chǔ)知識
第1章數(shù)據(jù)中心簡介
1.1起源與發(fā)展
1.1.1數(shù)據(jù)中心的概念及分類
1.1.2云計算對數(shù)據(jù)中心的需求
1.1.3大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)中心的需求
1.1.4新一代數(shù)據(jù)中心的發(fā)展
1.2數(shù)據(jù)中心的應用領(lǐng)域
1.2.1基于數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡化存儲
1.2.2基于數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡化計算
1.2.3基于數(shù)據(jù)中心的大數(shù)據(jù)應用
1.3數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)
1.3.1功能可靈活定制的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡
1.3.2橫向可擴展的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡
1.3.3數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡資源的高效復用
1.3.4數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡虛擬化
1.3.5關(guān)聯(lián)性流量的協(xié)同傳輸問題
1.3.6數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡能耗的協(xié)同控制
參考文獻
第2章數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
2.1引言
2.2以交換機為核心的網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.2.1樹型互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.2.2扁平化互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.2.3光交換互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.3以服務器為核心的網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.3.1基于復合圖的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.3.2基于非復合圖的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.4模塊化數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.4.1模塊內(nèi)的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.4.2模塊間的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.5隨機型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.5.1基于小世界模型的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.5.2基于隨機正則圖的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.5.3基于無標度網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.6無線數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.6.1基于60GHz通信技術(shù)的混合互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.6.2基于60GHz通信技術(shù)的全無線互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.6.3基于自由空間通信技術(shù)的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.6.4基于可見光通信的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
2.7互聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的演進和趨勢
2.7.1數(shù)據(jù)中心互聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的演進
2.7.2數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢
參考文獻第2部分數(shù)據(jù)中心的新型網(wǎng)絡互聯(lián)結(jié)構(gòu)第3章以服務器為核心的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)結(jié)構(gòu)HCN
3.1引言
3.2HCN互聯(lián)結(jié)構(gòu)
3.2.1復合圖的基本理論
3.2.2HCN互聯(lián)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法
3.3BCN互聯(lián)結(jié)構(gòu)
3.3.1BCN互聯(lián)結(jié)構(gòu)的描述
3.3.2BCN互聯(lián)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法
3.4BCN互聯(lián)結(jié)構(gòu)的路由機制
3.4.1單播通信的單路徑路由
3.4.2單播通信的多路徑路由
3.4.3容錯路由模式
3.5性能評估
3.5.1網(wǎng)絡規(guī)模
3.5.2網(wǎng)絡直徑和節(jié)點度
3.5.3連通性和路由路徑多樣性
3.5.4路徑長度
3.6相關(guān)討論
3.6.1擴展至多端口服務器
3.6.2位置關(guān)聯(lián)的任務部署
3.6.3服務器路由的影響
參考文獻
第4章模塊化數(shù)據(jù)中心互聯(lián)結(jié)構(gòu)DCube
4.1引言
4.2DCube互聯(lián)結(jié)構(gòu)
4.2.1DCube互聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想
4.2.2HDCube互聯(lián)結(jié)構(gòu)
4.2.3MDCube互聯(lián)結(jié)構(gòu)
4.3DCube的單播單徑路由
4.3.1HDCube的單路徑路由方法
4.3.2MDCube的單路徑路由方法
4.4DCube的單播多徑路由及組播傳輸
4.4.1HDCube的多路徑路由方法
4.4.2MDCube的多路徑路由方法
4.4.3組播傳輸?shù)乃俾侍嵘?br />4.5性能評估
4.5.1單播和組播的傳輸加速能力
4.5.2聚合瓶頸吞吐量
4.5.3成本與布線復雜度的量化比較
4.5.4評估小結(jié)
4.6相關(guān)問題討論
4.6.1任務的局部性部署
4.6.2服務器配備更多的NIC端口
4.6.3服務器參與路由決策的影響
參考文獻
第5章數(shù)據(jù)中心的混合互聯(lián)結(jié)構(gòu)R3
5.1引言
5.2混合互聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法
5.2.1混合互聯(lián)結(jié)構(gòu)概述
5.2.2R3：基于復合圖的互聯(lián)結(jié)構(gòu)
5.2.3混合互聯(lián)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中心的部署策略
5.3R3的路由方法
5.3.1基于邊著色的標識符分配方法
5.3.2基于標識符的路由方法
5.4R3的拓撲優(yōu)化
5.4.1R3結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素
5.4.2R3拓撲優(yōu)化策略
5.5R3的規(guī)模漸進擴展問題
5.5.1現(xiàn)有單元簇中添加節(jié)點
5.5.2額外添加新的單元簇
5.6性能評估
5.6.1路由方法的時間開銷
5.6.2布線成本比較
5.6.3網(wǎng)絡性能比較
5.6.4相關(guān)問題討論
參考文獻
第6章基于可見光通信的數(shù)據(jù)中心無線互聯(lián)結(jié)構(gòu)
6.1問題背景
6.1.1研究動機
6.1.2相關(guān)工作
6.2無線互聯(lián)結(jié)構(gòu)VLCcube的設(shè)計
6.2.1數(shù)據(jù)中心內(nèi)引入VLC鏈路的可行性
6.2.2VLC信號的干擾問題
6.2.3VLCcube互聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.3VLCcube的路由設(shè)計和流調(diào)度策略
6.3.1VLCcube中的混合路由算法
6.3.2數(shù)據(jù)流調(diào)度問題的建模
6.3.3數(shù)據(jù)流的批量調(diào)度方法
6.3.4數(shù)據(jù)流的在線調(diào)度方法
6.4VLCcube的性能評估
6.4.1實驗設(shè)置與實驗方法
6.4.2VLCcube的拓撲性質(zhì)
6.4.3Trace流量下的網(wǎng)絡性能
6.4.4Stride2k流量下的網(wǎng)絡性能
6.4.5隨機流量下的網(wǎng)絡性能
6.4.6擁塞感知的流調(diào)度算法評估
6.5相關(guān)問題討論
參考文獻第3部分數(shù)據(jù)中心的流量協(xié)同傳輸管理第7章關(guān)聯(lián)性流量Incast的協(xié)同傳輸管理
7.1引言
7.2Incast傳輸?shù)木W(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)聚合
7.2.1Incast數(shù)據(jù)流間網(wǎng)內(nèi)聚合的可行性分析
7.2.2Incast最小代價樹的建模
7.2.3基于Incast樹的流間數(shù)據(jù)聚合實現(xiàn)
7.3高效Incast聚合樹的構(gòu)建
7.3.1Incast樹的構(gòu)建方法
7.3.2Incast最小代價樹的構(gòu)造方法
7.3.3發(fā)送端動態(tài)行為的處理方法
7.3.4接收端動態(tài)行為的處理方法
7.4相關(guān)問題討論
7.4.1通用Incast傳輸模式
7.4.2其他數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)下的Incast傳輸模式
7.4.3作業(yè)特征對Incast網(wǎng)內(nèi)聚合性質(zhì)的影響
7.5性能評估
7.5.1原型實現(xiàn)
7.5.2數(shù)據(jù)中心規(guī)模對聚合增益的影響
7.5.3Incast傳輸規(guī)模對聚合增益的影響
7.5.4聚合率對聚合增益的影響
7.5.5Incast成員分布對聚合增益的影響
參考文獻
第8章關(guān)聯(lián)性流量Shuffle的協(xié)同傳輸管理
8.1引言
8.2Shuffle傳輸網(wǎng)內(nèi)聚合
8.2.1問題建模
8.2.2Incast聚合樹的構(gòu)造方法
8.2.3Shuffle聚合子圖的構(gòu)造方法
8.2.4Shffule聚合子圖的容錯性能
8.3支持數(shù)據(jù)流網(wǎng)內(nèi)聚合的可擴展轉(zhuǎn)發(fā)策略
8.3.1通用的轉(zhuǎn)發(fā)模式
8.3.2基于交換機內(nèi)Bloom濾波的轉(zhuǎn)發(fā)模式
8.3.3基于數(shù)據(jù)包內(nèi)Bloom濾波的轉(zhuǎn)發(fā)模式
8.4性能評估
8.4.1原型實現(xiàn)
8.4.2數(shù)據(jù)中心規(guī)模對聚合增益的影響
8.4.3Shuffle傳輸規(guī)模對聚合增益的影響
8.4.4聚合率對聚合增益的影響
8.4.5數(shù)據(jù)包中Bloom濾波的大小
參考文獻
第9章不確定關(guān)聯(lián)性Incast的協(xié)同傳輸管理
9.1引言
9.2不確定性Incast傳輸?shù)木W(wǎng)內(nèi)聚合問題
9.2.1不確定性Incast傳輸問題
9.2.2確定性Incast傳輸中的數(shù)據(jù)流網(wǎng)內(nèi)聚合
9.2.3不確定性Incast傳輸中的數(shù)據(jù)流網(wǎng)內(nèi)聚合
9.3不確定性Incast傳輸?shù)木酆蠘錁?gòu)造方法
9.3.1網(wǎng)內(nèi)聚合增益的多樣性
9.3.2不確定性Incast傳輸中發(fā)送端的初始化問題
9.3.3不確定性Incast的聚合樹構(gòu)造方法
9.4性能評估
9.4.1評估方法和實驗設(shè)置
9.4.2Incast傳輸規(guī)模對聚合增益的影響
9.4.3數(shù)據(jù)中心規(guī)模對聚合增益的影響
9.4.4聚合率對聚合增益的影響
9.4.5Incast成員的分布對聚合增益的影響
9.4.6接收端不確定產(chǎn)生的影響
參考文獻
第10章關(guān)聯(lián)性流量Multicast的協(xié)同傳輸管理
10.1引言
10.2相關(guān)工作
10.3不確定性多播問題
10.3.1多播傳輸?shù)挠^測結(jié)果
10.3.2不確定多播問題的定義
10.3.3混合整數(shù)線性規(guī)劃建模
10.4MCF的高效構(gòu)建方法
10.4.1近似構(gòu)造算法PMCF
10.4.2近似構(gòu)造算法MMCF
10.5性能評估
10.5.1SDN環(huán)境下不確定多播的實現(xiàn)
10.5.2基于小規(guī)模實驗的性能評價
10.5.3基于大規(guī)模仿真的性能評價
參考文獻