面向擁塞優(yōu)化的高性能軟件定義互連體系結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著高性能計算應用的不斷出現(xiàn)，人們對網(wǎng)絡的性能要求不斷提高，高性能網(wǎng)絡的相關(guān)技術(shù)研究的重要性日漸明顯，如何在有限的規(guī)模內(nèi)提升網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸能力正成為網(wǎng)絡性能的瓶頸。擁塞作為影響網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕蛑?，對其解決的好壞，對數(shù)據(jù)傳輸以及整個網(wǎng)絡的性能都會產(chǎn)生很大影響，擁塞控制已成為高性能網(wǎng)絡的研究熱點。傳統(tǒng)的擁塞控制策略主要分為兩類，一類是基于反饋機制的擁塞處理策略，另一類是基于預訂機制的擁塞避免策略，而在高性能計算對數(shù)據(jù)傳輸時效性、無損

2、性有較高要求的前提下，傳統(tǒng)的擁塞控制策略存在較多不足，不符合適應高性能網(wǎng)絡的應用需求。因此，如何針對高性能網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)量大、時效性要求強和容錯率低的特性，設(shè)計一種易于實現(xiàn)，反應快速并且能夠全局統(tǒng)籌控制的擁塞控制策略，成為高性能網(wǎng)絡性能提升的關(guān)鍵?；谏鲜鰡栴}，本文從以下四個方面展開研究：
　　1.深入了解高性能網(wǎng)絡和擁塞控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀，對傳統(tǒng)的擁塞控制策略進行分析總結(jié)。深入研究高性能網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦约捌浣o擁塞控制策略設(shè)計帶來

3、的挑戰(zhàn)，對已有的針對類似應用的擁塞避免策略進行分析總結(jié)，為設(shè)計高效的高性能網(wǎng)絡擁塞避免策略奠定基礎(chǔ)。
　　2.基于對高性能網(wǎng)絡的擁塞避免策略的分析結(jié)果，提出在原有網(wǎng)絡基礎(chǔ)上結(jié)合SDN架構(gòu)。通過專有控制網(wǎng)絡收集數(shù)據(jù)網(wǎng)絡信息，集中控制器統(tǒng)一處理等方法，較好的解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡信息獲取速度慢和獲取信息量有限的問題。
　　3.針對原有擁塞避免策略預訂周期長等問題，在實現(xiàn)SDN架構(gòu)的工作基礎(chǔ)上，提出一種基于全局信息的擁塞避免策略O(shè)SCP。

4、該策略能夠收集網(wǎng)絡中的全局信息，由集中控制器對傳輸請求進行集中處理，減少了擁塞避免策略預訂階段所需要的時間，提高了實現(xiàn)的效率。使用BookSim模擬器進行性能分析的結(jié)果表明，OSCP可以有效降低網(wǎng)絡延遲，提高吞吐率。
　　4.為了進一步減少網(wǎng)絡擁塞、提高網(wǎng)絡性能，本文對最新的基于競爭機制的擁塞避免策略進行改進，提出了一種基于多跳競爭信息的擁塞避免策略。該策略前瞻的分析網(wǎng)絡中可能的傳輸，將本地節(jié)點的競爭情況與同一路徑上鄰居節(jié)點的情況