fcoe中负载均衡与传输性能的优化

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1、硕士学位论文FCoE中负载均衡与传输性能的优化OPTIMIZATIONONLOADBALANCINGANDTRANSMISSIONPERFORMANCEINFCoE杨萌哈尔滨工业大学2012年12月国内图书分类号：TN915.05学校代码：10213国际图书分类号：004.732密级：公开工学硕士学位论文FCoE中负载均衡与传输性能的优化硕士研究生：杨萌导师：秦阳副教授申请学位：工学硕士学科：计算机科学与技术所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN915.05U.D.C:004.73

2、2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringOPTIMIZATIONONLOADBALANCINGANDTRANSMISSIONPERFORMANCEINFCoECandidate：MengYangSupervisor：AssociateProf.YangQinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceinEngineeringSpecialty：ComputerScienceandTechnologyAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDa

3、teofDefence：December,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要数据中心技术是云计算领域重要的组成部分。作为数据中心领域最新出现的融合型网络技术，光纤通道以太网（FCoE）技术可以提供较高的传输性能，减少网络设备的数量，并且可以保留现有的光纤通道网络，已经在一些大型的企业级数据中心中获得应用。FCoE技术可以将光纤通道映射到以太网，从而使存储区域网络上的数据可以在以太网上传输。FCoE控制层面的协议叫做FIP（FCoEInit

4、ializationProtocol），负责FCoE环境的初始化过程。FCoE环境的数据传输之前需要建立节点间的虚拟链路。现有的FCoE标准的FIP协议中，在建立虚拟链路时链路的选取基于固定优先级的，也就是根据不同FCoE网络节点给定的优先级选择要建立虚拟链路的节点，没有考虑网络中节点负载变化情况。针对这种问题，本文基于现有的数据中心的流量特点对FCoE环境的流量进行分类，然后对于不同类型的流量进行区分对待，以分别保证不同类型流量的性能。这是因为现代数据中心largeflow与smallflow分别是对吞吐量和时延敏感的。而且本文还对FCoE环境中不同F

5、CF端口的负载均衡情况进行了考虑，对每个FCF的端口队列情况进行统计，并且动态对队列状态进行预测。这样可以在保证FCF之间的相对公平性的同时，保证链路选择的实时性。此外本文还分析了有多个flow选择同一FCFMAC端口时的调度问题，发现对smallflow和同类型flow中长度较短的flow优先调度更有利于I/O的效率。最后，本文在OMNET++仿真平台上分别实现了基于fat-tree架构的FIP协议与改进后的FIP协议。并通过统计对比多组吞吐量与时延的图形来对比改进的效果。通过分析实验的结果，可以证明改进后的链路选择策略在吞吐量和平均时延这两个指标上都

6、有一定的提高，而且随着发包时间间隔的缩小，它的效果是逐渐增大的。关键词：数据中心；FCoE；FIP；吞吐量；时延-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractDatacentertechnologyisanimportantpartindatacenterfield.Latestconvergednetworktechnologyindatacenterfield,FibreChanneloverEthernet(FCoE),canprovidebettertransmissionperformance,reducethenumberofnetwork

7、devices,andkeeptheexistingFibreChannelnetworkalreadydeployedinsomelargeenterprise-classdatacenterapplications.FCoEtechnologycanbemappedtotheFibreChannelEthernet,sothatthedatafromstorageareanetworkcanbetransmittedthroughEthernet.ControlplaneprotocolofFCoEiscalledFIP(FCoEInitializa

8、tionProtocol),whichisresponsibleforFCoEe