無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)與傳輸優(yōu)化研究

目 錄

第1章 引言 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 數(shù)據(jù)中心基本概念 1
1.1.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)類型 2
1.1.3 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量特征 3
1.1.4 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)虛擬化應(yīng)用 3
1.2 研究內(nèi)容與面臨的主要挑戰(zhàn) 4
1.2.1 無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)設(shè)計(jì) 4
1.2.2 無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流量調(diào)度 5
1.2.3 無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的虛擬機(jī)遷移與通信 6
1.3 研究的主要貢獻(xiàn) 7
1.4 研究框架 9
第2章 研究現(xiàn)狀與相關(guān)工作 11
2.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu) 11
2.1.1 傳統(tǒng)有線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 11
2.1.2 新型無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 14
2.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流量調(diào)度 17
2.2.1 傳統(tǒng)有線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) 17
2.2.2 無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) 18
2.3 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的虛擬機(jī)遷移與通信 19
2.3.1 虛擬機(jī)遷移 19
2.3.2 虛擬機(jī)通信 20
第3章 無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的新型架構(gòu) 22
3.1 概述 22
3.2 Diamond 系統(tǒng)架構(gòu) 24
3.2.1 系統(tǒng)概述 24
3.2.2 關(guān)鍵技術(shù) 25
3.2.3 基于3D環(huán)狀反射的拓?fù)湓O(shè)計(jì) 26
3.2.4 機(jī)架與反射板的部署 28
3.3 關(guān)鍵無線技術(shù) 29
3.3.1 多重反射技術(shù) 29
3.3.2 精確反射技術(shù) 33
3.3.3 熱點(diǎn)消除技術(shù) 36
3.4 基于動(dòng)態(tài)拓?fù)涞募軜?gòu)路由設(shè)計(jì) 40
3.4.1 整體方案概述 41
3.4.2 有線路由方案 41
3.4.3 機(jī)會(huì)主義混合路由方案 42
3.4.4 容錯(cuò)處理 43
3.5 基于桶模塊的架構(gòu)擴(kuò)展設(shè)計(jì) 43
3.5.1 基于桶模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 44
3.5.2 有線路由方案設(shè)計(jì) 45
3.5.3 混合路由方案設(shè)計(jì) 46
3.6 Diamond架構(gòu)部署與開銷評估 48
3.6.1 反射板形狀選擇 48
3.6.2 虛擬交換機(jī)設(shè)計(jì) 48
3.6.3 機(jī)架部署密度 48
3.6.4 布線復(fù)雜度 49
3.6.5 散熱與維護(hù) 49
3.6.6 部署開銷 50
3.7 硬件實(shí)驗(yàn)臺(tái)評估 51
3.7.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 51
3.7.2 信號反射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 54
3.7.3 天線收發(fā)器對準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 54
3.7.4 精確反射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 54
3.8 仿真實(shí)驗(yàn)評估 55
3.8.1 仿真設(shè)置 55
3.8.2 有線架構(gòu)與混合架構(gòu)的傳輸性能對比 56
3.8.3 負(fù)載均衡性能對比 57
3.8.4 基于FSO無線技術(shù)的傳輸性能 58
3.8.5 容錯(cuò)性能評估 58
3.8.6 基于桶模塊擴(kuò)展的架構(gòu)性能評估 59
3.8.7 無線配置性能評估 60
3.9 小結(jié) 61
第4章 無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的混合路由技術(shù) 62
4.1 概述 62
4.2 WiRo框架與建模 64
4.2.1 研究動(dòng)機(jī) 64
4.2.2 WiRo調(diào)度框架設(shè)計(jì) 65
4.2.3 無線干擾模型 66
4.2.4 優(yōu)化問題建模 68
4.2.5 問題分析與分解 69
4.3 混合路由調(diào)度分析與設(shè)計(jì) 70
4.3.1 子問題求解分析 70
4.3.2 WiRS整體求解算法 78
4.4 實(shí)驗(yàn)評估 80
4.4.1 60 GHz無線實(shí)驗(yàn)臺(tái) 80
4.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與評估結(jié)果 81
4.4.3 對比分析 83
4.5 小結(jié) 87
第5章 無線數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的虛擬機(jī)傳輸優(yōu)化 88
5.1 概述 88
5.2 問題建模 90
5.2.1 研究動(dòng)機(jī) 90
5.2.2 虛擬機(jī)遷移模型 91
5.2.3 基于動(dòng)態(tài)拓?fù)涞穆酚赡Ｐ?92
5.2.4 無線干擾模型 93
5.2.5 虛擬機(jī)遷移與通信模型 94
5.2.6 優(yōu)化問題建模 95
5.3 虛擬機(jī)遷移調(diào)度分析與設(shè)計(jì) 96
5.3.1 PDR整體算法設(shè)計(jì) 96
5.3.2 松弛技術(shù) 97
5.3.3 漸進(jìn)式分解舍入技術(shù) 100
5.3.4 近似比組合技術(shù) 104
5.3.5 其他場景下的擴(kuò)展應(yīng)用 105
5.4 實(shí)驗(yàn)評估 106
5.4.1 仿真設(shè)置 106
5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 107
5.4.3 硬件實(shí)驗(yàn)臺(tái)評估 110
5.5 小結(jié) 112
第6章 總結(jié)與展望 114
6.1 總結(jié) 114
6.2 展望 116
參考文獻(xiàn) 118
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 127
致謝 129