数据中心高可用网络拓扑规划研究

介绍了数据中心技术的发展概况,详细分析了传统双核心网络技术和新一代IRF堆叠架构技术在数据中心中的应用情况。对传统的MSTP+VRRP双核心架构中各层之间的拓扑规划方案进行了详细剖析,给出了相临层间的最优拓扑规划和部署方案,以及最优的双核心网络整体拓扑规划方案。对新一代IRF堆叠架构技术进行了介绍,分析了该架构在容错能力、流量控制及网络管理和维护等方面的明显优势。通过分析可知,新一代IRF堆叠架构能够更好的支撑未来数据中心的高动态、高灵活和高弹性发展需求,是未来数据中心网络拓扑规划的必然趋势。     

面向容错的网络虚拟化资源管理与映射算法

网络虚拟化可以实现不同的虚拟网络部署在相同的物理网络之上,在不改变现有网络体系结构的基础上,建立互联网的新型体系架构,解决现有网络的"僵化"问题.将无线接入网融合到虚拟化资源管理架构,并基于拓扑识别和最小割集原理,提出了面向容错的虚拟资源映射算法,提高资源分配的可靠性.仿真验证表明,在节点压力较大、容错故障率较高的情况下,改进后的算法具有更高的虚拟请求成功率和更低的资源占用率.     

一种面向数据中心架构的虚拟网络分布式路由技术

在面向企业应用的虚拟网络计算环境中,通常采用数据中心架构来组织分布于局域网的底层物理资源,通过虚拟网络技术将分布在不同宿主机上的虚拟机资源聚合起来,为了提供高效、安全的服务,需要虚拟网络提供高性能数据传输.现有虚拟网络路由技术以及基于IP封装的数据传输技术在数据传输的效率方面难以满足大规模数据需求.针对数据中心的底层架构,本文设计一种高效可靠的虚拟网络解决方案DR-VNET.该方案基于三层虚拟网络,采用虚拟网络的分布式路由技术,使得虚拟传输节点之间实现“单跳”通信,克服传统二层虚拟网络的路由瓶颈问题,提高了虚拟网络的传输效率,并在一个虚拟计算平台上实现了该方案,实验结果表明DR-VNET显著地提高了虚拟网络的传输性能.     

企业网高性能双核心网络架构研究与应用

介绍了企业网的发展现状,讨论了企业网部署中普遍采用的MSTP+VRRP双核心网络架构,通过详细分析核心层、汇聚层和接入层各层之间可能出现的网络拓扑设计方案,从网络各层部署的细节,对双核心架构的高可用性进行了分析.在讨论核心层与汇聚层拓扑部署时,分析了环状拓扑与网状拓扑部署下性能的异同,并总结了各自的应用情景;在分析汇聚层与接入层拓扑部署时,对三角状拓扑部署的可用性进行了简单分析.给出了网状拓扑部署这种过度冗余的部署方式,指出该网络部署方式并不适用于接入层部署.     

基于SDN的5G移动通信网络架构

移动互联业务的持续增长以及物联网等各类通信应用的广泛普及对移动通信系统的功能和性能提出了新的挑战.第5代(5G)移动通信系统基于对已有通信技术的融合及演进,引入新的无线传输及网络技术,将实现多种应用场景用户业务传输性能保障.软件定义网络(software defined networking,SDN)通过采用集中控制的新型网络架构,将传统数据转发设备的数据转发与逻辑控制功能进行分离,实现了数据层与控制层的解耦,从而可有效解决传统网络结构封闭僵化、数据传输转发性能高度受限、资源利用率低等问题,满足业务差异化需求、提升业务部署效率.近年来,5G网络架构采用SDN已成为业界及学术界共识,已有较多文献提出基于SDN的5G移动网络架构.在对5G应用场景、关键技术以及SDN技术进行概述的基础上,对基于SDN的5G网络架构相关研究进行详细阐述,并对未来研究方向进行了展望.     

水下传感器网络研究挑战与探索

水下传感器网络采用声波进行通信,具有长时延、低带宽、高错误率、低能耗要求和稀疏部署等技术挑战,使现有通信协议无法满足性能要求,节点的有限资源决定了其上运行的协议栈不能太复杂.文章阐述了水下传感网络的应用、通信特点,分析了传统协议架构在水下传感网络的局限性,指出:水下传感器网络需要研究一种新型的、绿色网络体系架构模型,基于该架构模型实现各层协议的优化设计,在满足QoS性能要求和系统有限资源的约束下,提高能量效率、延长网络生存期,实现绿色网络.     

基于FPGA的粗粒度可重构系统拓扑网络结构开发

针对粗粒度可重构系统架构的应用开发,本文提出了一个基于FPGA的粗粒度可重构系统架构验证平台及相应的互连拓扑网络结构开发流程.基于FPGA开发板,构建粗粒度可重构系统的验证模块及模块之间的拓扑互连被自动插入从而生成该系统架构的硬件验证平台.针对不同的应用,该平台可以根据拓扑开发流程对不同拓扑互连策略下粗粒度可重构系统架构的性能和功耗进行评估分析.大量实验表明:CGRA的互连网络对该系统架构的性能和功耗有着巨大的影响,最适宜的粗粒度可重构体系架构的互连策略取决于所选的拓扑结构.根据评估所获得的系统性能、功耗以及FPGA资源占用率,设计者可以在较短的开发时间内准确地确定该应用最适宜的粗粒度可重构系统的拓扑互连策略.     

面向分组密码算法的高面积效率可重构架构

为了提升安全应用中分组密码算法的面积效率,提出了一种基于粗粒度可重构计算的硬件架构.在可重构架构设计过程中采用了2种优化方案,即利用Benes网络优化可重构计算阵列的层间互联和基于配置信息的使用频度优化配置信息的组织方式.实验结果表明:采用基于Benes网络的层间互联方案后,可重构阵列中层间互联的面积开销减少了51.61%;采用基于使用频度的配置信息层次化组织方式后,AES分组密码算法和DES分组密码算法的配置时间分别缩短了80%和88%,配置时间占总时间的百分数分别下降了42%和39%.这2种分组密码算法在该可重构架构上实现的面积效率为同类架构的3.95和1.51倍.因此,所提的2种优化方案能够有效降低面积开销,提高可重构架构的性能,有助于分组密码算法高面积效率的实现.     

重力模型的数据中心网络流量推理算法

数据中心网络是云计算等大型分布式计算服务的基础,有效地设计与管理数据中心网络需要遵循该网络的流量特征。而目前直接对数据中心网络进行端到端地流量测量是非常困难的,间接地通过SNMP数据推理得到端到端流量的方法已在传统计算机网络中得到认可,但无法直接应用于现有的数据中心网络。为了解决以上问题,提出一种基于重力模型的数据中心网络流量推理算法,首先根据数据中心网络流量的条件独立性将网络拓扑分解为若干子集,在此基础上提出相关定理可准确地计算出网络中的粗粒度流量,最后利用重力模型和网络层析技术得到细粒度端到端流量。通过与现有的流量推理算法SRMF和ELIA在NS3搭建的不同规模的数据中心网络中做性能对比,实验结果表明新算法能有效地利用数据中心拓扑结构特点,在保证计算效率的前提下,将计算准确度大幅提升,可满足当前数据中心网络实时获取端到端流量数据的需求,为今后数据中心网络的设计和研究提供了重要参考依据。     

基于NB-IoT+WSN技术的智能路灯通信架构研究

现有路灯通信设施存在建设成本高、可靠性不足、能源耗费过多等问题。根据路灯通信网络结构特点,提出一种新型智能路灯通信架构。基于低成本、低功耗、高可靠的理念对路灯终端节点及网关进行硬件选型和设计,路灯终端WSN组网采用三链路由协议,远程通信采用NB-Io T技术。合理设计服务器转发和客户端接收程序,使得路灯终端数据通过云端服务器和客户应用服务器件实现快速通信。测试运行表明,系统在NB-Io T基站信号强度不低于30%的情况下,可实现稳定通畅的数据传输。该通信架构能够快速灵活部署,网络升级方便快捷,为新型智能路灯通信架构提供了借鉴。     

基于命名数据网络的5G架构网络层研究

为了应对移动通信数据流量的爆发式增长,克服当前移动互联网存在的弊端,提出基于命名数据网络的5G系统架构.与IP网络架构不同,该架构在网络层部署命名数据网络协议从而改变传统端到端的通信模式.通过对该架构网络层的用户体验速率、端到端传输延时和移动性等方面进行仿真实验,证明基于命名数据网络的5G系统架构网络层具备优秀的通信性能,可满足未来移动互联网的发展需求.     

扁平化校园网的Ipv6升级建设

绝大部分高校目前的网络架构都是传统的三层架构模式,而无锡职业技术学院已经逐步实现了校园网的扁平化部署,该模式采用QINQ技术减少了网络的逻辑结构层次,使网络变得更为清晰,利于管理。本文介绍了结合校园网扁平化改造将IPv4网升级到Ipv6网络的建设方案,同时对网络升级改造中遇到的问题进行分析、解决,给出了核心设备的关键配置、升级后的核心拓扑以及最后的路由实现。     

低压电力线载波局域网系统的设计与实现

提出了一种基于电力线载波调制器ACPL8300的新型低压电力线载波局域网的设计与实现方法.为使网络具有快速的路由查找和灵活的配置,本系统利用ZigBee的协议栈和路由算法,设计了具有类似ZigBee网络体系结构的小型电力线载波网络并通过嵌入式编程实现.实验结果表明,该网络能够提供稳定的通信质量和智能化的网络管理,因此这种设计可以有效提高网络性能,以满足实际应用的需要.     

基于AWGR的光电混合数据中心网络性能分析

提出了基于阵列波导光栅路由器(AWGR)的混合光波长路由与电分组交换的数据中心网络架构HWRE,并对其光源部署方案进行了设计与分析.对HWRE架构的网络性能,如分组端到端时延、网络吞吐量和波长请求阻塞率等,进行了理论分析与仿真实验.分组端到端时延的分析基于M/G/1排队模型,分析结果显示相比其他架构,HWRE的分组端到端时延较低.对网络吞吐量和波长请求阻塞率的分析基于HWRE架构的三种光源部署方案,即全固定波长激光器方案、混合固定波长激光器和波长可调谐激光器方案以及多波长光源方案.仿真结果显示基于多波长光源方案的HWRE架构具有较低的波长请求阻塞率和较高的网络吞吐量.     

数据中心网络技术分析与应用

通过对数据中心传统网络架构所使用技术存在问题的分析,基于目前数据中心日益丰富的服务功能以及其对网络性能的需求,简要分析了目前构建数据中心网络所使用的几种技术,虚拟交换机技术、隧道技术（TRILL、SPB）以及存储网络的FCo E技术,运用虚拟交换机技术、TRILL技术与FCo E技术,设计了新一代数据中心网络架构,并将该架构引入到数据中心网络的实际建设方案当中。     

基于Floodlight控制器的网络安全实验设计

软件定义网络作为一种新型的网络架构,为网络的研究提供了新思路。在软件定义网络的架构下,需要重新设计信息安全实验。对网络信息安全实验进行研究,利用Mininet轻量级软件,结合Floodlight控制器以及sflow流量监测的工具,设计了基于软件定义网络的DoS防御实验。展示了拓扑的创建、主机间联通测试、相关网络配置和网络流量监测的整个流程。     

基于超融合架构的高校数据中心模型构建及应用——以云南师范大学为例

以云南师范大学数据中心为例,从数据中心改造需求、流程设计、模型构建和建设实践等四个方面探讨了基于超融合架构的数据中心改造.结果表明:相比虚拟化技术构建的数据中心,基于超融合架构的数据中心具有可灵活扩展的分布式集群、精简可控的架构和高效运维管理等方面的优势.     

基于云计算的智慧校园双活数据中心架构设计

为适应高等院校的发展对数据中心提出的新要求,依据传统数据中心存在的问题,通过对虚拟化及云计算和存储双活、网络安全等技术的研究,设计了基于云和各种网络及应用安全技术的高可靠双活数据中心架构方案.在四川外国语大学智慧校园双活数据中心建设中实际应用该架构和建设策略,建成的双活数据中心运行良好,可靠性显著提高.     

集约型时间触发以太网拓扑优化方法

时间触发以太网(time-triggeredethernet,TTE)是一种时间业务与事件业务混合技术，其在兼容标准以太网基础上，保障时间触发(time-triggered,TT)业务的确定性和可靠性，在航天通信领域具有显著的优势．但由于航天网络的高成本问题，在很大程度上限制了TTE的发展，因此研究集约型网络拓扑可降低系统架构成本．本文首先引入复杂网络理论，在满足速率约束(rate-constrained,RC)消息延迟界门限的前提下，建立简化网络拓扑结构的问题模型．其次提出最小介数节点删除及混合策略恢复的集约型拓扑优化算法，通过对节点和边的交替迭代收敛到目标函数最小化的状态．最后，在优化后的集约型网络基础上设计双冗余结构，提高时间触发业务的可靠性．实例的优化前后结果表明，不同恢复策略在不同网络结构下性能不同，说明所提出混合策略的优势．通过优化目标函数对比表明所提出的方法能兼顾时延的前提下简化网络拓扑结构，降低架构成本．本研究给出了基于TTE的实时航天通信的设备部署优化算法及恢复策略，可用于旧网络的升级与改造．通过实例给出了在随机的BA无标度网络中，实现模型建立和拓扑优化的过程，其算法...     

AD HOC网络的复杂网络视图

首次在Ad hoc网络体系结构中引入了复杂网络视图层,然后从一个MANET应用实例-会展网络出发,探讨了复杂网络视图的一种操作实现.有效描述和提取了其小世界特征,并进行了拓扑模拟.