新一代数据中心网络的流量控制与优化问题研究

随着云计算的蓬勃兴起和互联网在线业务的迅速发展，数据中心在其使用和构建方面正在发生和形成重大的变化及趋势。为保证网络运行的性能和业务的服务质量，并满足绿色节能的需要，数据中心网络流量的控制和优化成为当前亟待解决的重要问题。而新一代数据中心网络及其流量具有区别与传统网络的新特点，传统技术得不到有效应用。项目将主要研究新一代数据中心网络的流量控制与优化问题，主要包括：（1）研究拥塞管理和基于分组多路径路由相结合的流量控制与优化；（2）研究适应数据中心网络的二层拥塞管理、基于分组的多路径路由和虚拟化的传输层协议；（3）研究基于虚拟机迁移的流量控制与优化。通过项目研究，可有效控制数据中心网络的流量拥塞，提高网络吞吐能力、优化业务服务质量，不但保证了互联网新兴业务的健康发展，还可促进数据中心网络向绿色节能化方向发展。

本项目针对云计算数据中心网络及其流量的新特点，以保证网络运行的性能和业务的服务质量，并满足绿色节能的需要为目标，项目组研究了数据中心的流量控制和优化问题，提出了一系列算法及协议。本项目取得的主要成果如下：（1）研究了拥塞管理和基于分组多路径路由相结合的流量控制与优化。主要提出了一种多路径路由算法，以及通过减小MTU来缓解数据中心网络TCP Incast和改进TCP流公平性的方法。（2）研究了适应数据中心网络的传输层协议和资源管理。主要提出了面向云数据中心提供最后期限服务的TCP协议，分组级以太网链路聚合流量分配算法，面向数据中心网络的带宽分配算法，运营商友好的数据中心网络间数据传输调度方法，多属性信息感知的数据中心网络间数据传输调度方法，网络带宽成本和电力成本联合优化的数据中心业务流分发策略。（3）研究了基于虚拟机放置和迁移的流量控制与能源优化。主要提出了虚拟机全系统实时迁移的新方法，磁盘I/O密集情况下借助多存储节点的虚拟机全系统迁移方法，IaaS环境下改进能源效率和网络性能的虚拟机放置方法。