数据中心的光交换及节能调度算法设计

随着数据量的几何级数增长，传统的数据中心设计已经越来越难满足需求。一方面不能提供大规模数据通信带宽的保证；另一方面不能提供时延的保证（如股票交易类应用需要极短的时延）。同时，数据中心的能耗也日益成为一个突出的问题。为了解决现有这些问题，我们提出设计应用于数据中心的光交换设备。在光交换设备设计中，我们将利用直通转发技术（cut-through），减少光电之间的转换，这一方面可以极大的降低延迟，同时另一方面又可以减少由于光电转换所带来的能量消耗。另外，我们还进一步研究并设计基于数据中心的流量特征及负载状况的动态调度服务器，从而可以根据当前处理的任务数来动态决定数据中心中处于工作状态的服务器（dynamic right-sizing），由此可实现高效、低复杂度的数据中心节能解决方案。

随着互联网的飞速发展，基于网络的应用日益增多，并逐渐成为人们日常生活不可或缺的一部分。然而随着网络应用的逐步升级，数据规模变得越来越大，人类社会已进入海量数据时代，而数据中心成为存储及管理这些海量数据的基础设施，是当前的研究热点。.本项目主要研究大型数据中心网络架构、管理及相应的数据处理技术。包括（1）具有高扩展性的数据中心网络拓扑结构研究。结合网络设计需求和设备特征，设计基于多端口服务器、双端口服务器和单端口服务器的高性能数据中心网络结构；（2）数据中心的光交换设计。针对传统的光路交换设计配置延迟较大，只适合传输对延迟要求不高的大数据流，不适合传输延迟敏感的小数据流，研究光电混合式交换机以及相应的分布式调度算法；（3）基于RFID的数据中心监测和管理。研究利用RFID实现数据中心设备的监控和优化配置；（4）数据中心的数据处理技术。研究Hadoop等大数据应用在数据中心中的优化调度。.本项目针对以上研究问题展开研究并取得了一定成果，提出了FleCube、 DPCell等新型数据中心网络架构，具有100%吞吐量的光电混合的交换机架构及调度算法。设计了RFID系统中丢失标签的识别及定位，以及利用Hadoop等大数据应用的应用层信息实现网络优化调度的机制。