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基于SDN的数据中心网络业务流保护与调度算法

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基于SDN的数据中心网络业务流保护与调度算法

作者：高江明重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网的快速发展以及新兴技术的不断出现,数据中心网络(Data Center Network,DCN)的流量呈现出爆发式的增长,这给传统业务流保护与调度带来巨大挑战。传统业务流保护方案由于缺少全局的网络拓扑信息为数据支持,容易导致网络的局部... 详细信息

随着互联网的快速发展以及新兴技术的不断出现,数据中心网络(Data Center Network,DCN)的流量呈现出爆发式的增长,这给传统业务流保护与调度带来巨大挑战。传统业务流保护方案由于缺少全局的网络拓扑信息为数据支持,容易导致网络的局部最优解;而业务流调度是在业务流保护的基础上所进行的研究,部分业务流调度容易引起网络的局部链路拥塞和不能充分利用网络中丰富的链路资源。因此,研究学者提出将软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)与数据中心网络相结合来解决以上问题,本论文研究内容如下所示:1.现有业务流保护方案缺少从不同业务流的需求和用户的角度去进行分析,同时网络链路状态信息也在实时变化且链路容易出现故障,因此容易产生数据包的丢失以致影响用户对网络服务的体验效果。针对这个问题,本文提出基于流类型的故障恢复(Flow Type Based Failure Recovery,FT-FR)方法:首先将网络中业务流划分为三类;然后介绍不同业务流的定制化需求;最后为不同业务流设计差异化的业务流保护策略。仿真结果表明,FT-FR相对于基于备份资源的故障恢复和快速故障恢复在交换机流表项消耗方面分别节约27.2%和37.5%、链路故障恢复时延分别降低11.4%和15.3%、网络平均吞吐量没有变化。2.业务流保护策略所规划的备份路径结果是业务流调度策略的输入参数,只有知道备份路径后才可以进行业务流调度操作。在对业务流进行调度操作时,由于资源节点与操作节点之间容易形成环路,因此很难规划出合适的业务流调度操作顺序,从而会延长业务流调度时间及导致数据包的丢失。针对这个问题,本文提出业务流速率限制(Rate-Limit)的调度方法:首先根据网络的当前状态、目标状态及约束条件共同生成一个R-O图;然后根据R-O图中是否产生环路来决定采用哪种业务流调度策略。仿真结果表明,本文所提方案相比于等价多路径(Equal-Cost Multi-Path,ECMP)和PureSDN在业务流调度速度方面提高24.7%和19.6%、数据包的丢失率降低18.4%和4.7%、网络链路带宽利用率提高21.5%和5.07%。

关键词：数据中心网络软件定义网络故障恢复业务流调度策略

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交流碳弧法合成碳包碳化铁纳米晶

高等学校化学学报 2001年第1期22卷 91-94页

作者：张勋高江明刘英郝广明徐知三朱绫盛蓉生武汉大学测试中心武汉430072

采用交流碳弧法高效合成碳包碳化铁纳米晶磁性微粉 ,磁性微粉产率达 90 %以上 .用热重分析法( TG)测得磁性微粉中 Fe的质量分数为 1 7.5% .X射线衍射 ( XRD)分析结果表明 ,在碳包碳化铁微粉中存在 Fe3C和 Fe5 C2 两种结构形式 ,不含纯 F... 详细信息

采用交流碳弧法高效合成碳包碳化铁纳米晶磁性微粉 ,磁性微粉产率达 90 %以上 .用热重分析法( TG)测得磁性微粉中 Fe的质量分数为 1 7.5% .X射线衍射 ( XRD)分析结果表明 ,在碳包碳化铁微粉中存在 Fe3C和 Fe5 C2 两种结构形式 ,不含纯 Fe晶粒 ,碳层结构与石墨相似 .在透射电镜 ( TEM)下观察了纳米晶的形貌和粒径分布 ,碳化铁纳米晶尺寸分布在 3～ 1 0 nm,并呈颗粒状分散在碳层中 ,碳层为巴基管和巴基葱的堆积体 ,形状各异 ,尺寸分布在几十纳米到几微米之间 .讨论了碳包碳化铁纳米晶的形成机理 .测定了磁性微粉的磁滞回线 ,其饱和磁感应强度 Bs,剩磁 Br和矫顽力 Hc分别为 2 .6× 1 0 - 2 T,2 .5× 1 0 - 3 T和 5.52 k A/m.

关键词：交流碳弧碳包碳化铁纳米晶纳米颗粒磁性微粉合成富勒烯

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面向SDN的数据中心网络更新研究综述

电讯技术 2017年第10期57卷 1224-1232页

作者：程克非高江明段洁田瑞林重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

近年来,由于软件定义网络(SDN)的控制平面与数据平面分离、集中式控制的特点,被广泛应用于数据中心网络(DCN)。分四个部分对DCN更新的相关研究进行了综述。首先,介绍了DCN和SDN的基本概念及研究现状;随后,详细说明了传统DCN在更新方面... 详细信息

近年来,由于软件定义网络(SDN)的控制平面与数据平面分离、集中式控制的特点,被广泛应用于数据中心网络(DCN)。分四个部分对DCN更新的相关研究进行了综述。首先,介绍了DCN和SDN的基本概念及研究现状;随后,详细说明了传统DCN在更新方面遇到的缺陷;其次,重点讨论了基于SDN的数据中心网络(SD-DCN)更新场景的研究现状与存在的不足,同时指出了一些方案存在的缺点;最后,对基于SDN的数据中心网络未来研究方向进行了展望,以期为SD-DCN的研究与应用提供一定的参考。

关键词：数据中心网络软件定义网络网络更新控制平面数据平面

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基于内容流行度的移动CCN缓存策略研究

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2018年第1期30卷 119-126页

作者：唐红韩健段洁赵国锋高江明重庆邮电大学未来网络研究中心重庆400065 重庆市光通信与网络高校重点实验室重庆400065

近年来,为了适应互联网应用由发送者驱动的端到端通信模式向接收者驱动的海量内容获取模式的转变,并从网络体系架构层面提供对可扩展和高效内容获取的原生支持,研究界近年来提出以内容为中心的新型网络(content-centric networking,CCN... 详细信息

近年来,为了适应互联网应用由发送者驱动的端到端通信模式向接收者驱动的海量内容获取模式的转变,并从网络体系架构层面提供对可扩展和高效内容获取的原生支持,研究界近年来提出以内容为中心的新型网络(content-centric networking,CCN)体系架构,它能够高效地支持未来互联网上的内容分发。随着移动用户数量的不断增加,未来移动用户也将访问CCN网络,针对内容中心网络中的用户移动性问题,提出了一种基于内容流行度的移动性缓存策略。该策略考虑用户移动性,利用半马尔科夫模型对用户移动性进行建模,同时采用多元线性回归模型对内容流行度进行预测,结合用户移动性与原有内容流行度提出一种移动性缓存策略。仿真实验表明,移动性的加入会对内容的流行度产生较大的影响,该策略能有效地提升缓存命中率。

关键词：内容中心网络缓存用户移动性内容流行度

基于Silverlight的矿山监控系统的WEB发布

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神华科技 2012年第3期10卷 22-25页

作者：高江明神华宁夏煤业集团羊场湾煤矿宁夏灵武751400

遵循完整性、先进性和开放性的系统开发原则,本文通过NET开发平台,使用Silverlight技术及Web RIA Service技术,以"感知矿山"为基础,设计了全新的监控系统的WEB发布,实现了UI开发与设备开发的迭代。通过运行测试表明,该系统在实现监控及... 详细信息

遵循完整性、先进性和开放性的系统开发原则,本文通过NET开发平台,使用Silverlight技术及Web RIA Service技术,以"感知矿山"为基础,设计了全新的监控系统的WEB发布,实现了UI开发与设备开发的迭代。通过运行测试表明,该系统在实现监控及可视化管理的同时,具有比传统的WEB系统更好的用户友好性及交互性,在行业中有很好的应用推广价值。

关键词： Silverlight RIA 矿山监控XAML

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基于流类型的SDN数据平面故障恢复算法

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2018年第1期30卷 134-140页

作者：段洁高江明程克非赵国锋韩健重庆邮电大学未来网络研究中心重庆400065 重庆邮电大学网络技术研究所重庆400065

软件定义网络(software defined networking,SDN)的网络拓扑中,链路故障恢复目标是保证故障恢复时延在可容忍范围内、减少数据包丢失和节约交换机存储资源。现有研究方法对链路故障恢复考虑了恢复时延、数据包丢失率、网络吞吐量等因素... 详细信息

软件定义网络(software defined networking,SDN)的网络拓扑中,链路故障恢复目标是保证故障恢复时延在可容忍范围内、减少数据包丢失和节约交换机存储资源。现有研究方法对链路故障恢复考虑了恢复时延、数据包丢失率、网络吞吐量等因素,没有考虑数据流对网络带宽的要求及运营商/用户的一些特殊限制。为了解决以上问题,同时满足故障恢复时延要求和运营商/用户定制化需求,提出了基于流类型的SDN数据平面故障恢复算法(failure recovery algorithm based on flow type in SDN data plane,FR-FT)。该方法根据服务质量要求将数据流分为3类,将运营商/客户的定制化需求绑定到不同数据流上,根据对应约束条件对不同类型数据流制定不同故障恢复策略。仿真结果表明,该方法可以减少交换机流表项消耗、故障恢复时延、数据包丢失率。

关键词：软件定义网络故障恢复数据平面数据流