基于SDN的高能物理云数据中心弹性网络关键技术研究与应用

High energy physics experiment can produce huge amounts of raw data, while because of the sharing characteristics of the network resources, there is no guarantee of the available bandwidth for each experiment and may cause link competition problems. On the other side, with the development of cloud computing technologies, research institutes involved in high energy physics experiments have established their own cloud data center, and deployed the virtualization applications, which can ensure the flexibility of the computing and storage resources, however, under the traditional network architecture, network capability become the bottleneck of restricting the flexible application of cloud computing..This project will built a dedicated and elastic network platform based on the data center SDN technologies and network virtualization technologies to solve the above problems. The research content including: 1) The elastic network architecture design of the cloud data center based on SDN 2) High Performance SDN controller design 3) The network scheduling algorithm of cloud data center based on SDN 4) Efficient routing protocol and data transmission protocol..The research results of this project can improve network flexibility and performance of the cloud data center, promote the new network technology application in high-energy experiments, and has very important research significance.

高能物理实验会产生海量的原始数据，由于网络资源的共享性特征，无法保证各个物理实验传输原始数据到数据中心的可用带宽，会出现链路竞争的问题。另一方面，随着云计算技术的发展，参与高能物理实验的研究单位基本都建立了自己的云数据中心，并且部署了计算虚拟化的应用，这些应用保证了计算能力和存储能力的自动伸缩，然而，在传统的网络架构下，网络能力成为制约云计算灵活应用的瓶颈。.本课题基于数据中心SDN和网络虚拟化技术，解决以上问题，研究内容包括：1）基于SDN的高能物理云数据中心弹性网络架构设计2）高性能SDN控制器设计3）基于SDN的云数据中心网络调度算法4）高效的路由转发协议和数据传输协议。.课题的研究成果能够提升数据中心网络的灵活性与性能，促进新型网络技术在高能实验中的应用推广，具有非常重要的研究意义。

高能物理实验会产生海量的原始数据，由于网络资源的共享性特征，无法保证各个物理实验传输原始数据到数据中心的可用带宽，会出现链路竞争的问题。另一方面，随着云计算技术的发展，参与高能物理实验的研究单位基本都建立了自己的云数据中心，并且部署了计算虚拟化的应用，这些应用保证了计算能力和存储能力的自动伸缩，然而，在传统的网络架构下，网络能力成为制约云计算灵活应用的瓶颈。本课题基于数据中心SDN和网络虚拟化技术，解决了以上问题，研究内容主要包括基于SDN的高能物理云数据中心弹性网络架构设计；高性能SDN控制器设计和基于SDN的云数据中心网络调度算法设计。该研究成果应用于JUNO实验数据传输测试床，缩短了因应用需求改变导致的网络配置时间约50%，有效的提升了数据中心网络的灵活性与性能，从而促进新型网络技术在高能实验中的应用推广。