数据中心Fat-Tree批量调度光包交换新架构

批准号:
61372085
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
吴斌
依托单位:
学科分类:
F0104.通信网络
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
石高涛、李根、张冰、王聪、王伯远、岳通、吴璇璇、邹宇、郭少平
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中文摘要
随着云服务的快速发展,数据中心作为业务支撑平台受到了广泛的关注。当前数据中心内部交换网络面临能耗大、内部连接复杂、成本高、交换性能难以保证等问题,并且在设计灵活性、可扩展性和故障恢复能力等方面尚待进一步深入研究。本项目在数据中心服务器机架之间采用光交换和光连接,考虑其交换网络固有的重配置开销问题,提出在Fat-Tree多级交换架构下采用批量调度包交换和流量矩阵分解、并在多个核心光交换器上分摊交换配置矩阵的方法,来实现服务器和机架之间无丢包、延时绑定的交换性能。基于对高效的批量调度与流量矩阵分解新算法的研究,提出数据包延时与核心交换器数量折中设计的思想,并建立相应的数学模型,进而对数据中心内部交换网络结构与成本优化、核心交换器故障恢复进行深入研究,实现高效、紧凑、节能、低成本、可靠、可扩展、设计灵活、交换性能保证的数据中心内部交换新架构。
英文摘要
Along with the fast development of cloud services, data centers have attracted wide attentions as the underlying service enabling technology. The internal switch network of current data centers faces multiple critical issues, such as high power consumption, complex internal interconnects, high cost and unguaranteed switching performance, etc. There are also quite large research rooms on design flexibility, scalability and failure recovery issues as well. In this project, we adopt optical switches and interconnects to connect the server racks in data centers and consider the inherent reconfiguration overhead of the switch network. We propose to adopt batch scheduling based packet switching and traffic matrix decomposition under the Fat-Tree multi-stage switch architecture, and average the switch configuration matrices across multiple optical core switches, to achieve performance guaranteed switching among the servers and racks without packet loss and with bounded packet delay. Based on studying highly efficient new algorithms of batch scheduling and traffic matrix decomposition, we propose the idea of trading off between packet delay bound and the number of core switches, and formulate the corresponding mathematical models, such that we can carry out in-depth studies on architecture and cost optimizations for the internal switch network of data centers, as well as its survivability against core switch failures. Our work brings about a new architecture for the internal switch network of data centers, which is highly efficient, compact, power saving, low-cost, survivable, scalable, and flexible, with guaranteed switching performance.
通过四年的研究,本项目主要研究了数据中心服务器机架之间采用光交换和光连接,考虑其交换网络固有的重配置开销问题,提出在Fat-Tree多级交换架构下采用批量调度包交换和流量矩阵分解、并在多个核心光交换器上分摊交换配置矩阵的方法,来实现服务器和机架之间无丢包、延时绑定的交换性能。基于对高效的批量调度与流量矩阵分解新算法的研究,提出数据包延时与核心交换器数量折中设计的思想,并建立相应的数学模型,进而对数据中心内部交换网络结构与成本优化、核心交换器故障恢复进行深入研究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/tcomm.2013.121313.130240
发表时间:2014
期刊:IEEE Transactions on Communications
影响因子:8.3
作者:Jie Xiao;H. Wen;Bin Wu;Xiaohong Jiang;P. Ho;Lei Zhang
通讯作者:Jie Xiao;H. Wen;Bin Wu;Xiaohong Jiang;P. Ho;Lei Zhang
DOI:10.1016/j.comnet.2015.05.010
发表时间:2015-07
期刊:Comput. Networks
影响因子:--
作者:Shu Fu;Bin Wu;Xiaohong Jiang;A. Pattavina;H. Wen;Hongfang Yu
通讯作者:Shu Fu;Bin Wu;Xiaohong Jiang;A. Pattavina;H. Wen;Hongfang Yu
Transmission Scheduling and Game Theoretical Power Allocation for Interference Coordination in CoMP
CoMP 中干扰协调的传输调度和博弈论功率分配
DOI:10.1109/twc.2013.120113.121646
发表时间:2014
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS
影响因子:10.4
作者:Fu Shu;Wu Bin;Wen Hong;Ho Pin-Han;Feng Gang
通讯作者:Feng Gang
Cloud service provisioning in two types of DCN with awareness of delay and link failure probability
两种DCN中的云服务发放,具有时延和链路故障概率感知能力
DOI:10.1007/s11107-015-0537-8
发表时间:2015-08
期刊:PHOTONIC NETWORK COMMUNICATIONS
影响因子:1.7
作者:Li Yaofang;Xiao Jie;Wu Bin;Wen Hong;Yu Hongfang;Yang Shu;Xin Shanshan;Guo Jianing
通讯作者:Guo Jianing
DOI:10.1109/tcomm.2017.2661306
发表时间:2017
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS
影响因子:8.3
作者:Ma Lisheng;Jiang Xiaohong;Wu Bin;Pattavina Achille
通讯作者:Pattavina Achille
基于物体表面光反射特性主动优化的三维形貌测量方法与技术研究
- 批准号:62371339
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:吴斌
- 依托单位:
跨尺度空间全方位三维激光传感原理与关键技术研究
- 批准号:61771336
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:16.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:吴斌
- 依托单位:
非正交轴系激光“经纬仪”视觉引导组合测量原理与技术
- 批准号:51475328
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:吴斌
- 依托单位:
微细管道管内缺陷及形貌测量新方法研究
- 批准号:61172120
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:吴斌
- 依托单位:
单次成像无干扰拼接大尺寸物体完整形貌测量原理与技术
- 批准号:50705065
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:吴斌
- 依托单位:
国内基金
海外基金
