数据中心网络负载均衡问题研究
作者:
作者单位:

作者简介:

沈耿彪(1991-),男,硕士生,主要研究领域为数据中心,负载均衡,流量调度,协议栈,软件定义网络,内容分发网络;汪漪(1983-),男,博士,CCF专业会员,主要研究领域为未来网络体系架构,信息中心网络,软件定义网络,高性能网络器件设计与实现,智能化网络;李清(1985-),男,博士,CCF专业会员,主要研究领域为网络体系架构,路由协议与算法,网络传输调度,边缘计算;徐明伟(1971-),男,博士,教授,博士生导师,CCF高级会员,主要研究领域为计算机网络;江勇(1975-),男,博士,教授,博士生导师,CCF专业会员,主要研究领域为计算机网络体系结构,下一代互联网,人工智能网络.

通讯作者:

李清,E-mail:liq8@sustech.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61872420);广东省重点领域研发计划(2018B010113001);鹏城实验室大湾区未来网络试验与应用环境(LZC0019);深圳市软件定义网络重点实验室(ZDSYS20140509172959989)


Research on Load Balancing in Data Center Networks
Author:
Affiliation:

Fund Project:

National Natural Science Foundation of China (61872420); Guangdong Province Key Area R&D Program (2018B010113001); PCL Future Greater-bay Area Network Facilities for Large-scale Experiments and Applications (LZC0019); Shenzhen Key Laboratory of Software Defined Networking (ZDSYS20140509172959989)

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    摘要:

    数据中心网络是现代网络和云计算的重要基础设施,实现数据中心网络负载均衡是保证网络吞吐并提高服务体验的关键环节.首先分析了数据中心网络与传统互联网之间的区别,总结其特点及特殊性在负载均衡方案设计方面的优势.然后从数据中心的复杂性和多样性角度分析其负载均衡方案设计所面临的挑战.将现有数据中心网络负载均衡方案根据不同的实现层次从网络层、传输层、应用层和综合方案4个角度进行分析,对比各个方案的优缺点,并从控制结构、负载均衡粒度、拥塞感知机制、负载均衡策略、可扩展性和部署难度几个方面进行综合评价.最后对现有数据中心网络负载均衡方案进行总结,并指出未来可能的研究方向.

    Abstract:

    Data center networks are the important infrastructure of the modern Internet and cloud computing. It is critical to achieve load balancing in data center networks for guaranteeing high throughput and improving service experience. The difference between the data center network and traditional Internet is firstly analyzedand the features of data center networks and the facilitation for designing load balancing schemesare concluded. Then, the challenges of designing load balancing schemes are analyzedin data center networks from the perspective of complexity and diversity. Existing load balancing schemes in data center networksare classified into four types, i.e., the schemes based on the network layer, the transport layer, the application layer, and the synthetic designs, according to different modification types. The advantages and disadvantages of these schemes are detailedand they are evaluatedfrom the point of the control structure, the granularity of load balancing, the congestion sensing mechanism, the strategy of load balancing, scalability and the difficulty of deployment. Finally, all load balancing schemes are summarizedand some future feasible directionsare presented.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

沈耿彪,李清,江勇,汪漪,徐明伟.数据中心网络负载均衡问题研究.软件学报,2020,31(7):2221-2244

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  • 收稿日期:2018-09-28
  • 最后修改日期:2019-05-08
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  • 在线发布日期: 2020-04-21
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