现代数据中心网络特征研究

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1、现代数据中心网络特征研究邓罡龚正虎王宏（国防科学技术大学计算机学院长沙４１００７３）（ｇａｎｇ．ｄｅｎ＠１６３．ｃｏｍ）ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｄｅｒｎＤａｔａＣｅｎｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋＤｅｎｇＧａｎｇ，ＧｏｎｇＺｈｅｎｇｈｕ，ａｎｄＷａｎｇＨｏｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｐｐｌｉ

2、ｃａｔｉｏｎｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｓｃａｌｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｏｆｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋａｒｅｐｒｏｆｏｕｎｄｃｈａｎｇｉｎｇ．Ｔｈｏｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｓｔｈｅｂａｓｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｏｄｅｒｎｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｉｓｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｉｔｃａｎｈｅｌｐｕｓｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｔｓｗｏｒｋｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａ

3、ｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙｄｅｓｉｇｎｉｔｓｒｅｓｏｕｒｃｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｃｈｅｍｅａｎｄｓｙｓｔｅｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｓｓｔｉｌｌｌａｃｋ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｓｔｕｄｙａｃｏｕｐｌｅｏｆｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｏｄｅｒｎｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｆｒｏｍｓｅｖｅｒａｌｉｍｐｏｒｔａｎｔａｓｐｅｃｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｆ

4、ｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｓｏｍｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｏｆｅａｃｈａｓｐｅｃｔａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ：ｆｏｒｍｏｄｅｒｎｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｔｓｍａｉｎｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｍｏｄｉｔｙＥｔｈｅｒｎｅｔｓｗｉｔｃｈｅｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｉｓｃｈａｎｇｉｎｇｆｒｏｍｍｏｎｏｐｏｌｉｚａｔｉｏｎｏｒｐｈｙｓｉｃａｌｉｓｏｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｔｏｃｌｏｕｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ａｎｄｉｔｓｆｌｏｗｅｘｈｉｂｉｔｓｌｏｃａｌｉｔｙａ

5、ｎｄｄｙｎａｍｉｃ．Ｔｏｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅ，ｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓｈｏｕｌｄｂｅａｔｗｏ－ｌａｙｅｒｎｅｔｗｏｒｋ．Ｉｎｔｈｅｌａｓｔ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｎｎｅｔｗｏｒｋｒｅｓｏｕｒｃｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｒｅｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｈｉｃｈａｒｅａｌｓｏｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｗｅｈｏｐｅｔｈｅｓｅｓｔｕｄｉｅｓｃａｎｏｆｆｅｒａｕｓｅｆｕｌｓｕｐｐｏｒｔｔｏｔｈｅｔｈｅｏｒｙｓｔｕｄｙａｎ

6、ｄｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｄａｔａｃｅｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｔｒａｆｆｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ摘要近年来，随着虚拟化技术的广泛运用和云计算等新兴应用模式的发展，数据中心网络在组成、结构、功能、规模及应用模式等方面正发生着深刻的变革．深入研究分析现代数据中心网络的特征，对于揭示数据中心网络的工作原理、提高数据中心网络的性能、设计合理的资源管理方案和系统，具有重要的意义．然而，当前针对数据中心网络特征的综合分析研究尚

7、比较缺乏．从数据中心网络结构特征、应用特征、流量特征及虚拟化特征等几个方面，对数据中心网络的基本特征进行了分析研究，并就这些特征对网络资源管理的影响及下一步的研究方向进行了分析，得出了一些初步的结论，以期能为数据中心网络的理论研究和系统设计实践提供基本的借鉴和支撑．关键词数据中心网络；结构特征；应用特征；流量特征；虚拟化中图法分类号ＴＰ３９３收稿日期：２０１２－１１－１８；修回日期：２０１３－０３－１９基金项目：长江学者和创新团队发展计划基金项目（ＩＲＴ１０１２）；湖南省自然科学基金项目（１１ＪＪ７００３）；国家“