数据中心网络流量特性及光交换应用前景

　　闫付龙，博士。2019年博士毕业于荷兰埃因霍温理工大学（TU/e），随后在TU/e从事博士后工作研究，现为阿里巴巴集团博士后研究员。主要研究方向为高性能交换网络和数据中心网络，设计的平坦光交换数据中心架构OPSquare及负载均衡算法LPB在下一代数据中心网络有着重要的应用前景。在JLT，JOCN，PJ，PTL等国际顶级光通信期刊发表SCI论文20余篇；在国际光通信旗舰会议OFC，ECOC作报告8次；主持省部级项目三项，已出版专著一部，拥有已授权专利3项。

为了满足高带 宽、可 扩 展 性 和 连 接 性 的 需 求，数 据 中 心 网 络 必 须 支 持 按 需 连 接 和 超 过100Gbit/s的数据速率。快速光交换提供了一种解决方案，通过采集和分析云网络超大规模数据中心的流量分布和流量矩阵，得到了宏观和微观流量特征。实验结果表明，通过将大象流切换到光交换链路，可以降低网络延迟。为了克服高性能计算架构中光缓存缺失的问题，本书提出了基于快速流控制的 FOS的 HFOSL 架构，并对其拓扑结构、路由算法、功耗和成本模型进行了分析。针对当前广泛采用的失败重传调度机制导致的高负载下网络吞吐量低下的问题，本书提出了基于动态缓存状态矩阵分解的无冲突调度机制，显著提高了调度性能。此外，本书提出了基于微缓存的光交换结构 MFOS和流公平队列调度算法，提升了网络调度性能，并通过仿真实验验证了 MFOS支持带宽确保机制和延迟确保机制。最后，本书分析了光电路交换在池化场景中的应用及其优势。