数据中心流量测量方法研究

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在近年计算技术与网络技术的发展中,希望在服务器端做主要计算的趋势以及互联网业务的增长创造了一种新型的计算系统,这就是数据中心。许多IT企业都部署运营了自己的数据中心业务,这些数据中心所承载的业务规模越来越大,所使用的技术也越来越多样化。为保证数据中心的用户体验的流畅与网络资源的充分利用,提高数据中心网络的性能,我们必须对网络的流量实施高效的监测与管理。许多数据中心流量工程方法也要依附于精确实时的流量监测。所以数据中心流量测量方法已经成为了产业界和学术界的关注焦点。本文提出了两种流量测量方法,一种为基于构造方程组求解的流量测量方法,另一种为基于SDN流表的流量矩阵测量方法。这两种方法都是以SDN架构为基础在数据平面高效地测量存储流量信息,周期性实时地将这些流量信息发送给控制平面。控制平面主机利用其强大的计算能力,快速求解出各流的流量信息。基于构造方程组求解的流量测量方法的测量目标是数据中心网络中各交换节点的流量。该方法在数据平面有限的计算资源与存储资源上,通过高效的数据结构与算法,将流量信息编码存储。数据平面周期性地将流编码信息发送到控制平面,控制平面解码此信息,构造出线性方程组并进行求解,从而获得网络中各流的流量信息。在本文中,我们将此方法简称为MatrixRadar流量测量方法。基于SDN流表的流量矩阵测量方法的测量目标是数据中心网络的流量矩阵,该方法主要利用SDN交换机上的空闲流表项资源,对数据中心网络中的大流进行直接的测量与管理。此方法不仅可以提高测量出的流量矩阵的准确度,还可以完成流量工程的任务,进一步提高网络性能。在本文中,我们将此方法简称为Traffic MTE(Measurement and Traffic Engineering)流量矩阵测量方法。本文实现了上述的两种流量测量方法;对其存储空间,带宽占用,监测性能等方面进行了计算与评估;给出了在部署时的具体设计参数;在仿真环境中,搭建了不同规模的数据中心网络,对两种流量测量方法进行了测试。
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