基于交换机的网络互联方式

基于交换机的网络互联方式

一、基于交换机的网络互连模式(论文文献综述)

杨雯[1](2021)在《基于深度强化学习的数据中心光互连拓扑研究》文中提出随着数据流量需求的不断增大,以及下一代高性能数据中心对处理速率和链路带宽需求的不断提升,传统的电交换网络已经无法高效承载高速数据交互的需求。同时,随着云计算、物联网、流媒体行业的快速发展,部署在数据中心中的应用类型日趋多样化,其流量分布特征差异较大,传统的数据中心都是基于固定的网络连接结构与路由策略,其适应性和灵活性差,无法保证网络性能。近年来,在交换技术方面,得益于光交换对链路速率和数据的透明性,基于光电混合交换技术的互连架构打破了传统电交换网络在带宽和功耗等方面的局限性,同时避免了全光交换的快速控制和冲突解决问题。在网络控制方面,软件定义网络、深度强化学习、意图驱动网络等技术得到了长足的发展,使得在光电混合互连的数据中心中由一个统一的智能决策控制器来实现底层电、光交换设备的一体化管控成为可能,进而实现流量的精确调度。基于上述分析,光电混合组网技术具备灵活的链路连接特性,这为网络拓扑重构以适配不同应用和服务产生的各种流量分布提供了可能性。因此,本文针对传统数据中心电互连网络在应对业务动态流量时存在适应性差的问题,从路由优化和拓扑优化两个方面来对数据中心业务进行优化重构。(1)在优化策略方面,本论文采用DDPG深度强化学习算法,通过与基于OMNeT++的网络仿真系统与深度强化学习模型的迭代交互,来让模型学习复杂任务控制策略,实现对拓扑结构与业务流量分布关系的持续训练。(2)同时,为了实现网络重构的自动化控制,本文提出了一种新的网络架构,在光电混合网络的基础上使用SDN控制器来进行网络的规划,深度强化学习模型根据SDN控制器实时收集的业务流量分布信息,实现网络拓扑的自动优化重构,进而提升网络性能。实验结果表明,针对给定的流量强度,采用深度强化学习进行训练后的模型与未训练的模型相比,可以显着降低平均网络延迟和丢包率。

丁仕标[2](2020)在《既有视频网络接入网络级视频监控系统的研究与实现——以上海市轨道交通为例》文中进行了进一步梳理为实现上海市轨道交通视频系统网络化监控要求,需建设一套网络级视频监控系统,与各条新建和既有线路的视频监控系统进行互连,实现视频系统统一调用和管理。但由于目前上海地铁运营线路视频监控系统存在多种网络架构模式,各线路车站与线网级调度指挥中心、轨道公安等上层网节点的网络互连架构各不相同,并且存在网络设备老化、网络地址冲突、网络架构复杂等问题,使网络级视频监控系统网络与既有视频监控系统网络互连变得非常困难。文章以上海轨道交通高速数据网改造工程为依托,采用调查分析论证的方法,沿着"提出问题—分析问题—解决问题"的思路,对网络级视频监控系统全网络架构展开研究,最终根据现有视频网络架构制定出相对应的兼容性好、可靠性高的网络架构方案,消除了既有网络接入问题和存在的安全隐患,对其它类似项目具有一定的借鉴意义。

李小燕[3](2019)在《数据中心网络DCell的可靠性研究》文中研究表明大数据时代的到来对人类社会的发展产生了深远影响。海量数据的产生推动数据处理方式的变革。在此发展态势下,云计算应运而生。云计算的模式,实际上是通过构建大型共享平台,向网络用户提供在线云服务,从而实现资源的按需分配。数据中心是云计算的核心设施,而数据中心网络是连接数据中心大规模服务器实现在线云服务的平台。因此,数据中心网络的性能决定着云计算所提供的服务质量。随着数据中心网络中服务器的大规模增加,服务器发生故障的情形是不可避免的。可靠性是保障数据中心网络正常运行的前提,也是影响云计算服务质量的重要因素。因此,可靠性的研究对衡量数据中心网络性能是至关重要的。容错能力是评估网络可靠性的重要指标。数据中心网络中故障服务器的定位、诊断、检测和修复等措施能够提高网络的可用性、可靠性和鲁棒性。DCell网络是典型的以服务器为中心的数据中心网络,具有高可拓展性、较大网络容量、较小直径和容错路由等良好性质,并且在网络通信方面能够提供较好的服务。本文基于DCell网络的拓扑结构Dm,n来研究其可靠性。首先,本文从DCell网络容错能力方面评估其可靠性能。连通度是评估网络容错能力的标志性指标,网络连通度越大,其容错能力越强。h-额外连通度是使网络不连通而最少需要删掉的结点数目,并且满足删掉这部分结点后网络中剩余的每个连通分支中结点数目都不少于h+1。h-额外连通度弥补了传统连通度的缺陷,它能够更好地评估网络的可靠性能。本文得到了Dm,n的一些容错性质,并且证明了Dm,n的h-额外连通度。其次,本文从DCell网络故障诊断能力方面研究其可靠性能。当网络中存在故障服务器又希望保证网络正常运行的情况下,就需要对故障服务器进行快速定位和检测,进而修复或更换这些故障服务器,从而提高网络的可靠性能。因此故障诊断是保障网络可靠性的重要因素。故障诊断策略通常分为精确诊断和非精确诊断这两类。g-好邻居条件诊断度和h-额外条件诊断度是基于精确诊断策略的两类不同条件下的诊断度量参数。其条件满足了网络在实际情况下发生故障的情况,并且能够使网络的故障诊断能力得到提高。非精确诊断策略又分为悲观诊断和t/k-诊断,它们都是通过牺牲少量的误诊服务器来提高网络的诊断能力。本文分别证明了Dm,n在PMC和MM*模型下基于不同策略的诊断度,g-好邻居条件诊断度和h-额外条件诊断度。本文得到Dm,n的h-额外连通度大约是其传统连通度的h+1倍。同时,本文首次得到Dm,n在PMC和MM*模型下的不同条件和策略的诊断度。本文研究结果为DCell网络的可靠性和可用性评估提供定量分析,为其在实际数据中心中的应用提供理论依据。

龚宇[4](2018)在《基于波分复用无源光网络的数据中心内部光互连结构》文中指出随着数据中心规模的不断增加,服务器能力的不断增强,数据中心内部网络也面临着更高带宽、更低功耗的需求。另一方面,无源光网络作为一种正逐步走向成熟的接入网技术,通过采用无源光器件,实现了低功耗高带宽的光接入网。因此,将无源光网络PON技术应用于数据中心内部有望满足数据中心内部光网络互连的需求。目前已经有多种数据中心内部的光网络互连结构被提出,但主要的研究仍然集中于数据中心机柜间的光网络互连,通常机柜内部仍然由电交换机来实现服务器间的互连。而在已有的数据中心光网络互连结构中,但由于采用了大量的有源器件,导致了功耗及散热需求的增加。另外,光开关矩阵或SOA使用较多也给控制层的统一控制带来了难度,而无源光网络则有望解决这些问题。本文基于对上述问题的考虑,集中工作于数据中心内部的光网络互联结构,以接入网中的波分复用无源光网络技术为基础,通过对接入网中的波分复用无源光网络的点到多点结构进行改变,首先提出了三种不同的数据中心机柜内部无源光网络结构,用以实现数据中心机柜内部服务器间的互连并提供机柜对外的传输接口。三种不同的结构采用了不同的波长选择器件,可以分别从发射端及接收端进行波长选择及通道切换,从而有着不同的特性以满足不同的需求。文中我们以基于光开关矩阵的机柜间光网络互连方案为例,介绍了一种基于跳转方式的机柜内部无源光网络互连方案与已有的机柜间互连方案的结合方式,用以实现机柜之间的通信。为了证明我们提出的网络结构在光传输上的可行性,我们分别通过插损计算,仿真以及实验的方式对光链路的传输性能进行了测试与评估,证实了三种不同结构的可行性。随后,我们介绍了一种可以适用于数据中心机柜内部无源光网络的介质访问控制协议,该协议通过在机柜内部设立主服务器来实现对机柜内部传输的控制,仿真结果证实了该控制协议在降低网络延时、提高网络性能上的重要作用。最后我们也同时对三种结构进行了成本与功耗的计算与评估,并与现有的基于电交换机的机柜互联方案进行了对比,证明了三种方案在成本上与电交换较为接近,但在功耗上则有着明显的优势。我们也依据参考数据对三种方案在未来光网络器件持续发展情况下,方案总成本的变化进行了预测,并分析了方案的整体成本对不同器件成本的敏感性,从而实现了方案成本的详尽分析本文中我们也提出了一种基于两级NXN型阵列波导光栅级连结构的数据中心内部的光网络互连结构。该方案可以同时满足数据中心机柜内部与机柜之间的互联需求。我们以两集级联结构为基础,首先实现了数据中心集群内部的传输,继而通过采用转发机柜的结构,实现了两级级连结构的平级扩展,从而实现了集群间的互连通信。考虑到基于级连阵列波导光栅的结构中可能存在的串扰影响,我们提出了一种基于功率均衡和偏振控制的串扰抑制方案,通过实验,我们对结构中可能存在的光链路的最差情况进行了测试,结果证实了串扰抑制方案的必要性与两级结构中光链路传输的可行性。基于该结构,我们分别针对线路交换和包交换两种不同的交换方式进行了探索。对于线路交换,我们介绍了一种采用多路径和增加收发机数量的方案,有效降低了网络的阻塞率。而针对包交换,我们提出了一种去中心化的网络控制协议,通过多波长阵列接收机的配合,能够有效避免网络中的数据包冲突,提高网络性能。

李荣振[5](2018)在《面向云服务的虚拟拓扑植入与可存活技术研究》文中进行了进一步梳理云服务作为云环境中为租户应用提供IT资源的服务交付模型。为面向云服务的各类应用的云租户请求提供物理资源,在多租户、可靠性以及弹性资源共享与隔离等方面面临诸多难题。虚拟拓扑植入作为提供云服务的关键问题,面对大量的云租户请求,是否满足所有租户的请求以及如何为云租户请求的逻辑拓扑指派物理资源称为面向云服务的虚拟拓扑植入问题。不合理的资源指派不仅难以满足云租户需求,而且导致资源利用率低下。虚拟化技术将物理资源抽象为虚拟逻辑资源,使得资源的逻辑拓扑不再依赖于物理设备及其结构,是面向云服务的虚拟拓扑植入的支撑技术。在云数据中心采用虚拟化技术将物理互联设备拓扑抽象为虚拟资源拓扑,可以将多个云租户请求的虚拟拓扑植入到云数据中心的同一物理网络拓扑中,构建不同类型的虚拟拓扑共存于该物理网络拓扑。然而,如何将虚拟拓扑高效地植入到云数据中心的基础设施仍面临诸多挑战。学术界和工业界对现有的虚拟拓扑植入方法在虚拟资源分配的粒度、资源逻辑拓扑关系以及可存活性等问题已经进行了探索,并取得了一定的成果。但针对云服务特性的虚拟拓扑植入模型与方法,目前的研究仍面临拓扑多样性、虚拟拓扑植入的可存活性以及多目标优化等问题。在基于启发式思想的网络拓扑感知的植入方法、无备份资源的可存活虚拟拓扑植入以及面向弹性租户请求的虚拟拓扑植入的多目标优化存在局限性。考虑到已有方法中的不足,本文针对面向云服务的虚拟拓扑植入模型与方法,协同虚拟网络与软件定义网络来设计虚拟化的软件定义拓扑植入架构,围绕拓扑感知的植入、虚拟拓扑植入的可存活性、虚拟拓扑植入的多目标优化方法以及系统原型实现展开了深入研究。具体而言,本文的主要工作和贡献如下:(1)面向云服务的虚拟拓扑植入模型与优化方法研究云租户请求的拓扑结构具有多样性,现有的虚拟拓扑植入方法对于虚拟网络拓扑与路径多样性考量具有一定的局限性。基于虚拟拓扑植入模型并结合网络图拓扑信息与多路径机制,面向云服务提出了一种网络感知的多路径虚拟拓扑植入方法—NMVTE,以改善拓扑植入效率和租户体验并提高收益与开销比R/C。该方法基于虚拟拓扑植入模型分析拓扑结构信息,采用拓扑网络图中的degree与closeness作为虚拟拓扑节点植入因子和多路径的链路植入方法来提高虚拟拓扑植入效率和R/C。实验表明该方法在虚拟拓扑植入的运行时间、请求接受率和R/C方面优于其它类似方法。(2)面向关键业务的可存活虚拟拓扑植入技术研究关键业务影响云服务中核心应用系统的可靠性,针对关键业务在可存活性设计问题中存在的不足,提出了一种网络感知的可存活虚拟拓扑植入方法—SVTE。该方法基于组件失效概率模型,通过增强的虚拟控制节点植入策略来提高虚拟拓扑的可存活性,优化虚拟拓扑的节点与链路的位置选择而无需使用任何备份资源。并充分考虑网络延迟和控制节点与转发设备的非链接路径,采用可存活因子来尽可能减少控制路径丢失的概率。通过实验对可存活性和其它指标进行了测试,表明该方法在几乎不降低其它指标的情况下,增强了虚拟拓扑的可存活性。(3)面向弹性应用的虚拟拓扑植入多目标优化方法针对已有方法在云服务的弹性问题上缺乏对多种因素的综合考虑,提出一种资源协同优化虚拟拓扑植入方法—CoVTE。该方法综合考虑并调节植入因子权重,采用网络中心度、网络图相关关系属性和资源碎片优化策略以及多路径机制,优化实现云租户请求的不用类型的虚拟拓扑植入,从多个目标优化虚拟拓扑的植入效率与性能。通过大量实验对该方法在网络延迟、成功植入率、物理资源利用率和系统吞吐率进行了测试,表明该方法和其它类似方法相比具有一定优势。(4)面向云服务的虚拟网络集群系统原型实现基于胖树物理网络结构和虚拟拓扑植入模型与方法,在天河二号主机系统中采用先进的技术和方法构建了面向云服务的实验环境,通过对资源进行云化管理,设计并实现了一种云服务交付模型。解决云租户应用面临的虚拟拓扑多样性、应用部署的软件依赖性和弹性服务能力的问题,并采用云计算技术使得传统的高性能计算中心具有了云的特性,进而针对上述的方法研究在该系统原型上进行了初步探索。实验表明该系统原型以近似物理节点的性能,使得服务模式具备了云的按需使用的特性并具有较高的虚拟集群植入效率。

刘攀[6](2017)在《数据中心网络性能评估关键技术研究与实现》文中提出数据中心网络作为现代互连网和云计算的支撑基础,发挥着越来越大的作用,同时也面临着更多的挑战。在现代数据中心网络中,由于其内部网络设备众多,运行程序复杂,网络中的流量多样且突发性强,如何快速准确评估网络设备和网络的总体运行情况,实现主动有效的网络监控,已成为云数据中心网络发展的新趋势。论文以建立的数据中心网络性能评估指标体系为基础,通过动态综合权值优化模型完成了对网络中设备的健康度评估,并在此基础上基于网络互连拓扑结构,完成了对数据中心网络的综合性能评估。论文提出的方法能够从网络运行态的可用性和异常性两个方面有效的反映网络和设备的总体运行状态,能够满足数据中心网络的监测管理和性能评估等的需求。论文主要的研究内容是云数据中心网络中网络设备的健康度评估和基于网络节点关键度的网络性能评估,主要创新点如下:1.通过分析和研究对网络和设备性能造成影响的各种因素,设计和提出了用于评估数据中心网络设备健康度的指标体系。该指标体系从为网络运行态的可用性和异常性两个方面综合考虑,并在此基础上分别建立对应的次准则下的性能指标,由此可构建一个二级三层的网络设备健康度指标体系。该该指标体系能够从网络运行态各个方面完成对数据中心网络的设备和网络整体运行状态的评估。2.在确定性能评估指标体系的前提下,论文研究了基于动态综合权值优化模型的设备健康度分析算法。区别于仅仅利用网络管理人员主观经验人为确定权值和仅仅依据采集的数据客观的确定性能指标权值,本文通过建立的目标函数来构造一个非线性规划,求解最小二乘意义下的性能指标的动态综合权值,建立综合权值的优化模型,从优化理论上综合了主客观赋权方法各自的优势,从而使最终计算出的网络设备健康度更加真实准确。3.提出基于网络节点关键度的网络性能评估模型。基于完成验证的设备健康度算法和设计的基于均方差决策贡献矩阵评估网络交换设备节点关键度的算法,论文最终设计和提出了网络设备层面的网络综合性能评估模型,该模型可以计算出网络的在不同时刻下的综合性能值,为网络和设备的运行态性能提供一个量化的评估模型。4.设计和实现了数据中心网络性能评估系统NIPES,NIPES系统采用三层松耦合架构,分别为资源层、性能评估层和视图层,实现了设备相关性能指标和网络拓扑的采集分析、网络节点关键度计算、网络设备的运行态性能评估、以及网络综合性能评估等一系列功能,并将这些功能通过可视化界面展示出来。

苏俊逸[7](2017)在《基于SDN开源平台路由映射解决方案的研究和实现》文中提出软件定义网络(Software Defined Network,SDN)在过去的10年间应运而生并迅速发展,OpenFlow协议也成为当今软件定义网络的重要组成部分,被绝大多数的硬件厂商所支持。然而当前SDN项目研究关注的重心仍在二层转发,基于三层路由的研究相对较少。这很大程度上限制了 SDN网络的规模和SDN在网络层业务的拓展。本文依托于国家重点实验室仪器设备研制项目“网络可定义的虚拟化交换网络平台”,提出了一种基于SDN开源平台路由映射解决方案,在交换平台所划分的虚拟网中提供路由服务,并且实现与传统网络的互连。在实现路由功能过程中,本文提出了一种基于映射的动态管理虚拟网资源的方法,通过创建虚拟路由器映射虚拟网内交换机网络,并同步物理交换机所在网络的状态信息,使虚拟路由器实现路由计算并根据映射下发流表,完成数据包转发,并能兼容OSPF、BGP等路由协议。然后,本文详细描述了基于SDN开源平台路由映射解决方案的设计与实现,包括底层物理拓扑管理,可配置的高层虚拟拓扑,底层物理拓扑与高层虚拟拓扑映射关系的维护,数据包的处理,路由学习及流表下发等。本文设计了包括网络互连场景,变化拓扑场景在内的多个测试场景,对路由映射解决方案进行功能测试以及可行性测试,为基于SDN开源平台路由映射解决方案提供了多角度全方位的验证。

王彬彬[8](2015)在《箭载FC-AE-1553网络互连系统的设计与实现》文中研究指明现代军事设备随着科学技术的发展,对数据传输量和实时性等方面都提出了更高的要求,运载火箭控制系统是用来控制火箭飞行中的状态,在实际飞行过程中,运载火箭会受到来自火箭自身和外部的各种干扰,系统各单元之间需要进行大量信息交换,传统的总线传输已经无法满足需求,而光线通道总线具有组网和I/O通路数据通信统一、实现成本低、底层控制方便、传输速率高、抗干扰能力强等特点。本课题以某型号运载火箭分布式控制系统为背景,设计并实现FC-AE-1553协议下的基于光纤交换机的网络互连系统。本论文提出基于DSP的光纤交换机的混合型拓扑结构来实现数据交换。首先根据用户需求和FC-AE-1553协议,给出混合型拓扑结构网络的实现方案。确定了交换机的软硬件实现,其中基于消息处理机制采用了环形处理队列结构,实现了消息的推送处理,加快了中断服务的响应速度;交换机的终端注册机制实现了终端N端口的交换结构注册与N端口注册;数据交换机制采用哈希链表实现路由表的管理,且通过在路由记录中增加状态和年龄属性,消除了哈希地址冲突,自动实现路由记录的不断更新的功能;为了避免混合网络中出现广播风暴,采用基于生成树协议的网络拓扑发现算法(STP)实现网络环路的消除与网络管理。为了加速网络互连系统的开发和调试工作,设计并实现了能够对交换机和终端程序进行仿真调试的网络仿真平台。最后对所设计系统进行了仿真与实物验证实验,重点对STP生成树协议,交换结构注册,N端口注册,数据交换几个过程进行了验证与分析。实验结果表明本论文设计的光线网络互连系统能够有效的阻塞环线,实现树型拓扑发现;交换结构注册与N端口注册能正确运行;路由表能够有效学习并更新路由信息,数据交换功能能够实现数据。结果表明,本课题所设计的网络互连系统基本功能得到实现。

刘湘[9](2015)在《超算系统的异构网络互连方法研究与实现》文中进行了进一步梳理自提出以来,Infiniband技术在高性能计算和存储领域得到了广泛的发展和应用,并迅速成为了超级计算机系统互连技术的主流。然而,云计算技术的飞速发展和多核处理器的广泛应用,对超级计算机系统的发展带来了巨大冲击。因此为进一步拓展超级计算机系统的应用范围,充分利用超级计算机系统的强大能力,对云计算的支持便成为了超级计算机系统发展的必然趋势。云计算平台通常依托以太网向众多互联网用户提供云计算服务,因此实现Infiniband网络和以太网的互连互通是实现超级计算机系统支持云计算必须解决的关键问题。另外,多核处理器已成为构建超级计算机系统的主流处理器,因此提供一个良好的报文并行处理模型,是充分发挥多核处理器的性能优势,实现Infiniband网络和以太网高速互连互通的重要保证。Infiniband网络和以太网属于异构网络,在协议数据报文格式、通信地址类型、传输机制、报文处理方式等多方面具有较大差异,同时多核处理器的广泛应用,对其互连互通的实现也带来了新的挑战。针对上述问题和挑战,通过对已有互连解决方案进行研究,本文提出了一种基于通用多核处理器的可扩展异构网络互连模型SHIL,并对SHIL模型的关键技术进行研究。本文的主要工作和创新点包括:(1)在研究现有异构网络互连解决方案的基础上,提出了可扩展异构网络互连模型SHIL。该模型充分利用通用多核处理器的并发处理能力,由多协议网关采用并行处理技术完成异构网络之间的协议转换和报文转发任务,以较低的成本实现异构网络间的高速互连互通。同时,模块化动态加载方式,使得该模型具有良好的可扩展性和灵活性,可以很容易的实现与新的异构网络之间的互连互通。(2)以以太网和Infiniband网络的互连为基础,对报文封装技术、仿真网络管理控制、通信地址映射转换技术、并行处理技术等SHIL模型的关键技术进行研究。提出了仿真网络控制协议、两级地址管理机制和基于通用多核处理器的并行收发机制,优化了异构网络间的通信性能,提高了异构网络的协议转换处理效率。(3)设计并实现了EIG网关原型系统,并基于EIG网关原型系统搭建了Infiniband网络和以太网互连的测试环境,对以太网和Infiniband网络之间的通信带宽和文件传输性能进行了测试。实验测试结果表明基于EIG网关原型系统实现的Infiniband网络和以太网互连网络具有较高的通信带宽和较好的文件传输性能。综上所述,本文针对超级计算机系统中异构网络互连互通的并行处理问题,提出的可扩展异构网络互连模型——SHIL模型,基于报文封装的透明转发机制简化了实现复杂度、提高了协议转换效率,其虚拟接口机制可以支持多种网络设备和应用,具有良好的功能可重构和性能可扩展特性。本文的研究成果对超级计算机系统中异构网络互连互通的并行处理具有一定的理论指导意义和实用价值。

朱桂明,谢向辉,郭得科,陆菲菲,陶志荣[10](2014)在《一种高吞吐量、高可扩展数据中心网络结构》文中研究指明虽然以服务器为中心的数据中心网络互连结构部分程度地解决了树型结构面临的性能瓶颈和可扩展性难题,但如何使数据中心网络同时兼具高吞吐量和高可扩展能力,仍然是一个颇具挑战性的问题.为此,提出了具有高吞吐量和高可扩展能力的常量度数数据中心网络互连结构XDCent.XDCent在各服务器网络端口个数为常量的情况下,确保数据中心网络在保持高吞吐量的前提下能够进行系统规模的无损和持续扩展.

二、基于交换机的网络互连模式(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于交换机的网络互连模式(论文提纲范文)

(1)基于深度强化学习的数据中心光互连拓扑研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 数据中心网络互连技术发展
        1.1.1 互连网络架构发展现状
        1.1.2 关键技术进展
    1.2 数据中心互连网络面临的问题与尝试
        1.2.1 数据中心互连网络面临的问题
        1.2.2 光交换技术引入的尝试
    1.3 本文主要研究工作及结构安排
        1.3.1 主要研究工作
        1.3.2 论文结构
第二章 数据中心的光互连网络与技术
    2.1 光交换与数据中心的互连网络
        2.1.1 光互连网络的优势
        2.1.2 光交换技术与光互连器件
    2.2 数据中心的光互连网络架构
    2.3 数据中心光互连网络的关键问题
        2.3.1 数据中心网络流量控制问题
        2.3.2 数据中心互连网络控制智能化的问题
    2.4 基于软件定义网络的可重构光互连网络架构设计
    2.5 本章小结
第三章 基于深度强化学习的可重构光互连网络路由算法设计
    3.1 基于机器学习的网络重构
    3.2 基于深度强化学习的可重构光互连网络架构
        3.2.1 整体网络架构
        3.2.2 DRL Agent机制
    3.3 基于深度强化学习的路由算法设计
        3.3.1 强化学习算法比较
        3.3.2 基于DDPG的网络重构算法实现
    3.4 仿真实验结果与性能分析
        3.4.1 流量模型的选择
        3.4.2 重构网络性能的评估
    3.5 本章小结
第四章 基于深度强化学习的可重构光互连网络拓扑算法设计
    4.1 整体架构介绍
    4.2 拓扑算法设计
        4.2.1 算法中动作选择策略的分析
        4.2.2 算法中动作选择策略的改进
    4.3 仿真实验结果与性能分析
        4.3.1 实验平台设置
        4.3.2 训练参数选择
        4.3.3 不同流量强度下的训练结果分析
        4.3.4 模型测试
    4.4 本章小结
第五章 结束语
    5.1 全文总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(2)既有视频网络接入网络级视频监控系统的研究与实现——以上海市轨道交通为例(论文提纲范文)

1 引言
2 既有视频网络架构调查和分析
    2.1 既有视频网络架构的分类
    2.2 模拟、模数结合视频网络架构现状调查分析
    2.3 模数结合与全高清并存的视频网络架构现状调查分析
        2.3.1 现状
        2.3.2 分析
    2.4 全高清视频网络架构现状调查分析
3 网络级视频监控系统全网络架构方案
    3.1 方案概述
    3.2 网络级视频监控系统全网络架构实施方案
4 实施过程中遇到的问题及解决方法
    4.1 系统稳定性问题
    4.2 系统兼容性问题
5 网络级视频监控系统全网络架构实施成果
6 结论

(3)数据中心网络DCell的可靠性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 数据中心网络研究现状
    1.3 网络可靠性研究现状
    1.4 研究意义
    1.5 研究内容
    1.6 文章组织结构
第二章 相关知识
    2.1 基本概念和符号表示
    2.2 PMC模型和MM~*模型
    2.3 数据中心网络DCell及其基本性质
    2.4 本章小结
第三章 DCell网络的h-额外连通度
    3.1 预备知识
    3.2 容错性质
    3.3 h-额外连通度
    3.4 本章小结
第四章 DCell网络基于不同策略的诊断度
    4.1 预备知识
    4.2 在PMC和MM~*模型下基于精确策略的诊断度
    4.3 在PMC模型下基于悲观策略的诊断度
    4.4 在PMC模型下基于t/k-策略的诊断度及诊断算法
    4.5 在MM*模型下基于t/k-策略的诊断度及诊断算法
    4.6 本章小结
第五章 DCell网络的g-好邻居条件诊断度
    5.1 预备知识
    5.2 在PMC模型下的g-好邻居条件诊断度
    5.3 在MM~*模型下的g-好邻居条件诊断度
    5.4 本章小结
第六章 DCell网络的h-额外条件诊断度
    6.1 预备知识
    6.2 在PMC模型下的h-额外条件诊断度
    6.3 在MM~*模型下的h-额外条件诊断度
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和参与的科研项目
致谢

(4)基于波分复用无源光网络的数据中心内部光互连结构(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 数据中心与光传输网络
        1.1.1 快速发展的数据中心
        1.1.2 快速发展的光通信网络及其优势
    1.2 数据中心内部的网络结构
        1.2.1 核心层
        1.2.2 汇聚层
        1.2.3 接入层
    1.3 无源光网络
    1.4 TDM-PON与WDM-PON
        1.4.1 时分复用无源光网络
        1.4.2 波分复用无源光网络
    1.5 本论文的主要创新点
    1.6 本论文的结构安排
2 数据中心内部光网络的研究概述
    2.1 引言
    2.2 几种数据中心内部光网络互连结构
        2.2.1 c-Through结构
        2.2.2 Helios结构
        2.2.3 Proteus结构
        2.2.4 OSMOSIS结构
        2.2.5 Space-Wavelength结构
        2.2.6 E-RAPID结构
        2.2.7 IRIS结构
        2.2.8 双向光子网络结构
        2.2.9 目前数据中心光互连结构的研究比较与总结
    2.3 本章小结
3 数据中心机柜内部无源光网络互连
    3.1 引言
    3.2 数据中心机柜内部无源光网络调制方案的选择
    3.3 数据中心机柜内部无源光网络互连方案
        3.3.1 数据中心机柜内部无源光网络互连方案
        3.3.2 数据中心机柜的无源光互连网络与机柜间网络的配合
    3.4 数据中心机柜内部无源光网络互连的传输性能测试
        3.4.1 机柜内部无源光网络互连方案的插入损耗计算
        3.4.2 机柜内部无源光网络互连方案的光链路仿真测试
        3.4.3 机柜内部无源光网络互连方案的光链路实验测试
    3.5 数据中心机柜内部无源光网络的相关控制协议
    3.6 数据中心机柜内部无源光网络互连功耗与成本分析
        3.6.1 机柜内部无源光网络互连方案功耗计算与评估
        3.6.2 机柜内部无源光网络互连方案成本计算与评估
    3.7 本章小结
4 基于NXN型阵列波导光栅的数据中心内部光网络互连
    4.1 引言
    4.2 阵列波导光栅AWG的特性与应用
    4.3 基于级连式N×N型AWG的数据中心光网络互连结构
        4.3.1 基于多N×N型AWG的集群内部无源光网络互连结构
        4.3.2 基于多N×N型AWG的集群之间无源光网络互连结构
        4.3.3 级连AWG光网络互连结构中的串扰抑制方案
        4.3.4 级连AWG结构对AWG的高效利用和对大规模数据中心的支持
    4.4 两级AWG级连结构的光链路传输测试
        4.4.1 两级AWG级连结构的光链路传输测试实验方案
        4.4.2 不采用串扰抑制方案的光链路传输测试实验结果
        4.4.3 采用功率均衡及偏振控制方案的光链路传输测试实验结果
    4.5 两级级连AWG光网络互连中的调度方案与网络性能
        4.5.1 基于级连AWG的数据中心无源光网络的线路交换方案及性能分析
        4.5.2 一种基于级连AWG的数据中心无源光网络去中心化的包交换方案
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 本论文的内容总结
    5.2 对于未来进一步工作的展望
参考文献
作者简历

(5)面向云服务的虚拟拓扑植入与可存活技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
        1.1.1 云计算及其交付模型
        1.1.2 基础设施虚拟化
        1.1.3 研究的意义
    1.2 面向云服务的虚拟拓扑植入与可存活问题
        1.2.1 网络虚拟化与可存活性
        1.2.2 虚拟网络拓扑的形式化定义
        1.2.3 虚拟拓扑植入与可存活性研究现状
    1.3 本文工作
    1.4 论文结构
第二章 相关工作及研究挑战
    2.1 相关研究工作
        2.1.1 虚拟拓扑植入模型与方法
        2.1.2 虚拟化的软件定义拓扑植入技术
        2.1.3 可存活虚拟拓扑植入技术
        2.1.4 虚拟拓扑构建基础与实现机制
    2.2 当前研究面临的挑战
        2.2.1 虚拟拓扑的可重构性
        2.2.2 虚拟拓扑植入的可存活性
        2.2.3 虚拟拓扑植入的多目标优化
    2.3 本章小结
第三章 面向云服务的虚拟拓扑植入模型与优化方法研究
    3.1 引言
    3.2 虚拟拓扑植入模型与问题描述
        3.2.1 虚拟拓扑植入问题
        3.2.2 虚拟拓扑植入建模
        3.2.3 虚拟拓扑植入求解目标
    3.3 网络感知的多路径虚拟拓扑植入方法
        3.3.1 网络感知的虚拟节点植入策略
        3.3.2 虚拟拓扑的多路径链路植入策略
        3.3.3 网络感知的多路径植入算法
    3.4 实验评估
    3.5 本章小结
第四章 面向关键业务的可存活虚拟拓扑植入技术研究
    4.1 引言
    4.2 可存活虚拟拓扑植入面临的挑战
        4.2.1 可存活虚拟拓扑植入设计
        4.2.2 关键业务拓扑的可存活植入挑战
        4.2.3 可存活虚拟拓扑植入分类与目标
    4.3 可存活虚拟拓扑植入方法
        4.3.1 虚拟拓扑可存活植入因子
        4.3.2 可存活虚拟拓扑植入算法
    4.4 实验评估
    4.5 小结
第五章 面向弹性应用的虚拟拓扑植入多目标优化方法
    5.1 引言
    5.2 虚拟拓扑植入多目标优化问题描述与求解目标
        5.2.1 虚拟拓扑植入多目标优化问题描述
        5.2.2 虚拟拓扑植入优化目标
    5.3 虚拟拓扑植入多目标优化策略
        5.3.1 网络中心度
        5.3.2 相关关系属性
        5.3.3 资源碎片优化
        5.3.4 组合优化
    5.4 虚拟拓扑植入启发式方法
        5.4.1 启发式方法优化分析
        5.4.2 虚拟控制节点植入算法
        5.4.3 虚拟交换节点植入算法
        5.4.4 虚拟链路植入算法
        5.4.5 CoVTE植入算法
    5.5 实验评估
        5.5.1 模拟实验
        5.5.2 仿真实验
    5.6 小结
第六章 面向云服务的虚拟网络集群系统原型实现
    6.1 引言
    6.2 相关问题与实现技术描述
        6.2.1 问题分析
        6.2.2 多租户
        6.2.3 轻量级虚拟化
        6.2.4 物理计算集群
        6.2.5 胖树与虚拟拓扑植入
    6.3 系统网络拓扑架构设计
        6.3.1 基于胖树拓扑的通信网络设计
        6.3.2 虚拟集群软件系统架构设计
    6.4 云交付模型与系统实现
    6.5 实验评估
    6.6 小结
第七章 结论与展望
    7.1 本文研究工作总结
    7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
    发表的学术论文
    主要参与的研究工作

(6)数据中心网络性能评估关键技术研究与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究内容和主要工作
    1.3 论文组织结构
第二章 相关研究
    2.1 数据中心网络发展现状
        2.1.1 以交换机为转发中心的组网方式
        2.1.2 以服务器为转发中心的组网方式
    2.2 网络性能评估相关研究
    2.3 网络节点关键度相关研究
    2.4 本章小结
第三章 基于动态综合权值优化模型的设备健康度分析算法
    3.1 问题描述
    3.2 相关定义
    3.3 基于动态综合权值优化模型的设备健康度分析方法(PE_DCM)
        3.3.1 性能参数主观权值计算
        3.3.2 标准化评估矩阵的建立
        3.3.3 性能指标客观权值计算
        3.3.4 性能指标的综合权值计算
        3.3.5 网络设备健康度分析评估
    3.4 实验验证与分析
    3.5 本章小节
第四章 基于网络节点关键度的网络性能评估方法
    4.1 问题描述
    4.2 相关定义
    4.3 基于网络节点关键度的网络性能评估算法
        4.3.1 计算网络设备节点的度数和介数
        4.3.2 基于属性矩阵计算度数和介数的权值
        4.3.3 网络节点关键度的计算
        4.3.4 单时间点的网络的综合性能值计算
    4.4 实验验证与分析
        4.4.1 以交换机为中心的网络结构实验
        4.4.2 以服务器为中心的网络结构实验
        4.4.3 网络综合性能评估实验
    4.5 本章小结
第五章 系统设计与实现
    5.1 系统总体设计
    5.2 系统的详细设计
        5.2.1 数据采集模块
        5.2.2 设备健康度计算模块
        5.2.3 网络节点关键度计算模块
        5.2.4 网络综合性能评估模块
    5.3 数据库设计
        5.3.1 系统数据库设计
        5.3.2 数据库主要实体关系图
    5.4 系统实现
        5.4.1 资源层数据采集实现
        5.4.2 设备健康度模块实现
        5.4.3 网络综合性能评估模块实现
    5.5 系统应用
        5.5.1 NIPES系统的整体视图
        5.5.2 拓扑管理视图
        5.5.3 网络设备健康度视图
        5.5.4 设备节点关键度视图
        5.5.5 网络综合性能分布视图
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

(7)基于SDN开源平台路由映射解决方案的研究和实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 论文主要研究内容
    1.3 论文结构
第二章 相关研究
    2.1 SDN的相关研究
    2.2 OpenDayLight开源平台相关研究
    2.3 基于SDN路由项目的相关研究
        2.3.1 OpenFlowClick项目
        2.3.2 L3routing项目
        2.3.3 RouteFlow项目
    2.4 本章小结
第三章 基于SDN开源平台路由映射解决方案需求分析与概要设计
    3.1 基于SDN开源平台路由映射解决方案需求描述
    3.2 基于SDN开源平台路由映射解决方案的需求分析
        3.2.1 功能性需求分析
        3.2.2 非功能性需求分析
    3.3 基于SDN开源平台路由映射解决方案的概要设计
        3.3.1 路由映射解决方案系统架构
        3.3.2 物理拓扑接入模块概要设计
        3.3.3 交换机代理模块概要设计
        3.3.4 虚拟拓扑模块概要设计
        3.3.5 映射管理模块概要设计
        3.3.6 数据库表的设计
        3.3.7 路由映射解决方案总体工作流程
    3.4 本章小结
第四章 基于SDN开源平台路由映射解决方案详细设计与实现
    4.1 物理拓扑接入模块的详细设计与实现
        4.1.2 拓扑事件处理子模块
        4.1.3 数据包处理子模块
        4.1.4 流表下发子模块
    4.2 交换机代理模块的详细设计与实现
    4.3 映射管理模块的详细设计与实现
    4.4 虚拟拓扑模块的详细设计与实现
        4.4.1 虚拟拓扑配置工作
        4.4.2 VM-Topo工作流程
    4.5 本章小结
第五章 基于SDN开源平台路由映射解决方案的测试
    5.1 测试环境
    5.2 基于SDN开源平台路由映射解决方案功能测试
        5.2.1 与传统网络互连场景下路由测试
        5.2.2 路由协议适配性测试
        5.2.3 路由自适应特性测试
        5.2.4 映射关系建立流程正确性验证
    5.3 本章小结
第六章 结束语
    6.1 全文总结
    6.2 不足和进一步工作
    6.3 研究生期间的工作
        6.3.1 参加的项目
        6.3.2 完成的文档
参考文献
致谢
作者攻读学位期间发表的学术论文目录

(8)箭载FC-AE-1553网络互连系统的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外研究现状调研
        1.2.2 国内外文献综述简析
    1.3 主要研究内容及论文结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文结构
第2章FC-AE-1553 协议研究与网络互连系统设计
    2.1 引言
    2.2 光纤的通道协议分析
        2.2.1 FC协议的层次
        2.2.2 光纤通道的拓扑结构
    2.3 FC-AE-1553 协议分析
        2.3.1 协议对照
        2.3.2 网络构成
        2.3.3 信息传输方式
    2.4 光纤通道的交换结构分析
        2.4.1 交换结构的拓扑
        2.4.2 光纤交换结构的网络特性
        2.4.3 交换机的端口类型
        2.4.4 交换机的寻址体系
    2.5 FC-AE-1553 网络互连系统的设计
        2.5.1 应用需求分析
        2.5.2 网络互连系统设计
    2.6 本章小结
第3章 光纤网络交换机的设计及实现
    3.1 引言
    3.2 光纤交换机组成
        3.2.1 交换机硬件组成
        3.2.2 交换机软件组成
    3.3 交换机的消息处理机制
        3.3.1 帧结构设计
        3.3.2 消息的结构
        3.3.3 消息的处理
    3.4 交换机的终端注册机制
    3.5 数据交换机制
        3.5.1 路由表的结构
        3.5.2 路由表管理机制
        3.5.3 数据交换流程
    3.6 环路消除设计
        3.6.1 STP算法简介
        3.6.2 STP算法移植
    3.7 本章小结
第4章 网络互连系统的仿真与实物验证
    4.1 引言
    4.2 基于光纤交换机网络仿真平台的验证
        4.2.1 网络仿真平台的设计
        4.2.2 网络仿真平台的实现
        4.2.3 仿真实验验证
    4.3 网络互连系统实物验证
        4.3.1 交换结构注册
        4.3.2 NC与NT之间的数据传输测试
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(9)超算系统的异构网络互连方法研究与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 异构网络互连互通问题
    1.3 主要研究内容和创新点
    1.4 论文的组织结构
第二章 相关研究
    2.1 Infiniband简介
        2.1.1 Infiniband网络架构
        2.1.2 Infiniband通信机制
    2.2 基于Infiniband的虚拟网络接口技术
        2.2.1 IPoIB
        2.2.2 SDP
        2.2.3 eIPo IB
        2.2.4 EoIB
    2.3 虚拟协议互连与多协议网关
        2.3.1.虚拟协议互连VPI
        2.3.2. BridgeX网关
        2.3.3. Infiniband-to-Ethernet网关
        2.3.4. IPoIB网关
    2.4 多核多队列
        2.4.1. 多核处理器
        2.4.2. 网卡多队列
        2.4.3. ConnectX架构
    2.5 本章小结
第三章 可扩展异构网络互连模型-SHIL
    3.1 可扩展异构网络互连模型-SHIL
        3.1.1 可扩展异构网络互连模型SHIL
        3.1.2 可扩展异构网络互连模型SHIL的特点
    3.2 多协议网关的体系结构
        3.2.1 多协议网关的体系结构
        3.2.2 控制通路
        3.2.3 数据通路
    3.3 仿真以太网驱动的体系结构
        3.3.1 仿真以太网驱动的体系结构
        3.3.2 数据通路
        3.3.3 控制通路
    3.4 本章小结
第四章 可扩展异构网络互连模型的关键技术
    4.1 报文封装技术
        4.1.1 报文封装格式
        4.1.2 Eo IB封装头
    4.2 仿真网络控制协议
        4.2.1 网关的发现机制
        4.2.2 网络拓扑的创建
        4.2.3 网络拓扑的维护
    4.3 地址映射转换技术
        4.3.1 Eo IB地址映射表
        4.3.2 Eo IB地址映射表的分配和管理机制
        4.3.3 两级地址存储机制
    4.4 并行处理技术
        4.4.1 HCA的报文收发机制
        4.4.2 基于通用多核处理器的并行收发机制
    4.5 本章小结
第五章 原型系统实现与测试
    5.1 原型系统实现
        5.1.1 EIG网关原型系统
        5.1.2 仿真以太网管理模块的工作流程
        5.1.3 传统以太网兼容接口
        5.1.4 Infiniband和以太网的通信处理过程
    5.2 性能测试
        5.2.1 测试环境
        5.2.2 测试内容
    5.3 测试结果分析
        5.3.1 Infiniband网络内部单流和多流通信带宽
        5.3.2 以太网到Infiniband网络单流和多流通信带宽
        5.3.3 Infiniband网络到以太网单流和多流通信带宽
        5.3.4 文件传输性能
    5.4 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
附录A 仿真网络控制协议报文格式及各字段含义

四、基于交换机的网络互连模式(论文参考文献)

  • [1]基于深度强化学习的数据中心光互连拓扑研究[D]. 杨雯. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [2]既有视频网络接入网络级视频监控系统的研究与实现——以上海市轨道交通为例[J]. 丁仕标. 安徽建筑, 2020(10)
  • [3]数据中心网络DCell的可靠性研究[D]. 李小燕. 苏州大学, 2019(04)
  • [4]基于波分复用无源光网络的数据中心内部光互连结构[D]. 龚宇. 浙江大学, 2018(04)
  • [5]面向云服务的虚拟拓扑植入与可存活技术研究[D]. 李荣振. 国防科技大学, 2018(02)
  • [6]数据中心网络性能评估关键技术研究与实现[D]. 刘攀. 国防科技大学, 2017(02)
  • [7]基于SDN开源平台路由映射解决方案的研究和实现[D]. 苏俊逸. 北京邮电大学, 2017(03)
  • [8]箭载FC-AE-1553网络互连系统的设计与实现[D]. 王彬彬. 哈尔滨工业大学, 2015(02)
  • [9]超算系统的异构网络互连方法研究与实现[D]. 刘湘. 国防科学技术大学, 2015(04)
  • [10]一种高吞吐量、高可扩展数据中心网络结构[J]. 朱桂明,谢向辉,郭得科,陆菲菲,陶志荣. 软件学报, 2014(06)

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基于交换机的网络互联方式
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