數據中心的網絡互聯結構和流量協(xié)同傳輸管理

第1部分基礎知識
第1章數據中心簡介
1.1起源與發(fā)展
1.1.1數據中心的概念及分類
1.1.2云計算對數據中心的需求
1.1.3大數據對數據中心的需求
1.1.4新一代數據中心的發(fā)展
1.2數據中心的應用領域
1.2.1基于數據中心的網絡化存儲
1.2.2基于數據中心的網絡化計算
1.2.3基于數據中心的大數據應用
1.3數據中心網絡面臨的挑戰(zhàn)
1.3.1功能可靈活定制的數據中心網絡
1.3.2橫向可擴展的數據中心網絡
1.3.3數據中心網絡資源的高效復用
1.3.4數據中心的網絡虛擬化
1.3.5關聯性流量的協(xié)同傳輸問題
1.3.6數據中心網絡能耗的協(xié)同控制
參考文獻
第2章數據中心網絡互聯結構的研究現狀
2.1引言
2.2以交換機為核心的網絡互聯結構
2.2.1樹型互聯結構
2.2.2扁平化互聯結構
2.2.3光交換互聯結構
2.3以服務器為核心的網絡互聯結構
2.3.1基于復合圖的互聯結構
2.3.2基于非復合圖的互聯結構
2.4模塊化數據中心的互聯結構
2.4.1模塊內的互聯結構
2.4.2模塊間的互聯結構
2.5隨機型數據中心的網絡互聯結構
2.5.1基于小世界模型的數據中心互聯結構
2.5.2基于隨機正則圖的數據中心互聯結構
2.5.3基于無標度網絡的數據中心互聯結構
2.6無線數據中心的網絡互聯結構
2.6.1基于60GHz通信技術的混合互聯結構
2.6.2基于60GHz通信技術的全無線互聯結構
2.6.3基于自由空間通信技術的互聯結構
2.6.4基于可見光通信的互聯結構
2.7互聯結構設計方法的演進和趨勢
2.7.1數據中心互聯結構設計方法的演進
2.7.2數據中心網絡互聯結構的發(fā)展趨勢
參考文獻第2部分數據中心的新型網絡互聯結構第3章以服務器為核心的數據中心互聯結構HCN
3.1引言
3.2HCN互聯結構
3.2.1復合圖的基本理論
3.2.2HCN互聯結構的構建方法
3.3BCN互聯結構
3.3.1BCN互聯結構的描述
3.3.2BCN互聯結構的構建方法
3.4BCN互聯結構的路由機制
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網絡規(guī)模
3.5.2網絡直徑和節(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相關討論
3.6.1擴展至多端口服務器
3.6.2位置關聯的任務部署
3.6.3服務器路由的影響
參考文獻
第4章模塊化數據中心互聯結構DCube
4.1引言
4.2DCube互聯結構
4.2.1DCube互聯結構的設計思想
4.2.2HDCube互聯結構
4.2.3MDCube互聯結構
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組播傳輸的速率提升
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
4.6相關問題討論
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章數據中心的混合互聯結構R3
5.1引言
5.2混合互聯結構的設計方法
5.2.1混合互聯結構概述
5.2.2R3：基于復合圖的互聯結構
5.2.3混合互聯結構數據中心的部署策略
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結構設計的影響因素
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網絡性能比較
5.6.4相關問題討論
參考文獻
第6章基于可見光通信的數據中心無線互聯結構
6.1問題背景
6.1.1研究動機
6.1.2相關工作
6.2無線互聯結構VLCcube的設計
6.2.1數據中心內引入VLC鏈路的可行性
6.2.2VLC信號的干擾問題
6.2.3VLCcube互聯結構設計
6.3VLCcube的路由設計和流調度策略
6.3.1VLCcube中的混合路由算法
6.3.2數據流調度問題的建模
6.3.3數據流的批量調度方法
6.3.4數據流的在線調度方法
6.4VLCcube的性能評估
6.4.1實驗設置與實驗方法
6.4.2VLCcube的拓撲性質
6.4.3Trace流量下的網絡性能
6.4.4Stride2k流量下的網絡性能
6.4.5隨機流量下的網絡性能
6.4.6擁塞感知的流調度算法評估
6.5相關問題討論
參考文獻第3部分數據中心的流量協(xié)同傳輸管理第7章關聯性流量Incast的協(xié)同傳輸管理
7.1引言
7.2Incast傳輸的網內數據聚合
7.2.1Incast數據流間網內聚合的可行性分析
7.2.2Incast最小代價樹的建模
7.2.3基于Incast樹的流間數據聚合實現
7.3高效Incast聚合樹的構建
7.3.1Incast樹的構建方法
7.3.2Incast最小代價樹的構造方法
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相關問題討論
7.4.1通用Incast傳輸模式
7.4.2其他數據中心結構下的Incast傳輸模式
7.4.3作業(yè)特征對Incast網內聚合性質的影響
7.5性能評估
7.5.1原型實現
7.5.2數據中心規(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章關聯性流量Shuffle的協(xié)同傳輸管理
8.1引言
8.2Shuffle傳輸網內聚合
8.2.1問題建模
8.2.2Incast聚合樹的構造方法
8.2.3Shuffle聚合子圖的構造方法
8.2.4Shffule聚合子圖的容錯性能
8.3支持數據流網內聚合的可擴展轉發(fā)策略
8.3.1通用的轉發(fā)模式
8.3.2基于交換機內Bloom濾波的轉發(fā)模式
8.3.3基于數據包內Bloom濾波的轉發(fā)模式
8.4性能評估
8.4.1原型實現
8.4.2數據中心規(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數據包中Bloom濾波的大小
參考文獻
第9章不確定關聯性Incast的協(xié)同傳輸管理
9.1引言
9.2不確定性Incast傳輸的網內聚合問題
9.2.1不確定性Incast傳輸問題
9.2.2確定性Incast傳輸中的數據流網內聚合
9.2.3不確定性Incast傳輸中的數據流網內聚合
9.3不確定性Incast傳輸的聚合樹構造方法
9.3.1網內聚合增益的多樣性
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的聚合樹構造方法
9.4性能評估
9.4.1評估方法和實驗設置
9.4.2Incast傳輸規(guī)模對聚合增益的影響
9.4.3數據中心規(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接收端不確定產生的影響
參考文獻
第10章關聯性流量Multicast的協(xié)同傳輸管理
10.1引言
10.2相關工作
10.3不確定性多播問題
10.3.1多播傳輸的觀測結果
10.3.2不確定多播問題的定義
10.3.3混合整數線性規(guī)劃建模
10.4MCF的高效構建方法
10.4.1近似構造算法PMCF
10.4.2近似構造算法MMCF
10.5性能評估
10.5.1SDN環(huán)境下不確定多播的實現
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