数据中心网络多维感知的流调度模型及机理研究

项目名称： 数据中心网络多维感知的流调度模型及机理研究

项目编号： No.61202485

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 计算机科学学科

项目作者： 吕高锋

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 数据中心网络细粒度流调度是实现网络资源精确控制和高效利用的重要方法，而随着云计算技术的发展和成熟，数据中心网络规模在不断扩展，数据中心应用需求更趋多样化和控制策略更加复杂化，现有网络资源动态调度技术难以适应上述发展趋势，亟待深入探索和研究流级调度基本机理，并取得突破。项目提出多维状态信息感知的动态流调度模型，对大规模数据中心网络多路径传输等机理展开研究：为了统一刻画用户需求和网络资源，设计了多维状态信息感知和聚合机制；借鉴Nash均衡思想，设计了应用需求与网络资源匹配的基于多维状态信息的动态流级调度机制；利用集中式网络管理器，实现管理策略与控制规则的映射以及对节点的控制；基于Openflow规则交换实现混合式转发，支撑大规模数据中心网络细粒度控制；提出多微流多路径并行传输，有效增加网络节点间聚合带宽。项目的研究成果为优化大规模数据中心网络资源配置提供新机制，具有重要理论及实践意义。

中文关键词： 数据中心网络；数据平面抽象；动态流调度；混合式转发；

英文摘要： With the rapid development of the cloud computing, data center, which acts as a platform carrying computing resource, network resource and storage resource, is deployed within enterprises, government and research institute, so social communities have shown an increasing reliance on the data center. Traditional data center consisted of servers and Ethernet switches, which severely limit the scalability of data center due to the shortcoming of Ethernet network. In Ethernet, ARP does not scale well, MAC learning leads to traffic floods and STP has poor convergence. To meet the programmability, performance and scalability and the implementing of the efficiently scheduling of network flow and maximized using of network resource, the project proposes multidimensional awareness-based dynamical flow scheduling, and focuses on the technologies of the transmitting of multiple-path flow. Firstly, the conception of link quota is introduced to illustrate the requirement of application, the configuration of network resource and the policy of the management. Secondly, by the theory of Nash equilibriums, multidimensional awareness-based dynamical scheduling for fitting the requirement of application with given network resource is proposed. Within the mechanism of openflow switching, a hybrid forwarding of link quota-based and

英文关键词： Data center network；Data plane abstraction；Dynamical Flow Scheduling；Hybrid Forwarding；