边缘数据中心光网络
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1.2.1 数据中心光网络控制技术研究现状

数据中心光网络控制机制可以实现高效的任务调度与资源分配,以满足低时延、大带宽业务的需求。为了解决当前基于电交换机的分层数据中心网络架构中的带宽和时延问题,文献[2]介绍了一种基于分布式流控方式的快速光交换机和改进机架交换机的新型混合数据中心网络架构。该架构的簇内互连是通过光交换实现的,可在纳秒级时间内进行波长切换,而簇间通过机架接口直接互连。由于缺乏实用的光缓冲器,在冲突的情况下,该架构可利用光流控制实现数据包重传。最后,文献[2]对架构的性能进行了数值验证,充分地评估了不同场景下的时延、丢包和吞吐量。

部署边缘数据中心的目的是通过近乎实时地处理数据流和用户请求来减少时延和网络拥塞。负载均衡可以通过在边缘数据中心之间重新分配流量负载,来提高资源利用率并缩短任务响应时间。文献[3]介绍了一种负载均衡控制技术,可通过定位到负载较小的边缘数据中心来进行更合理的任务分配。上述控制技术不仅提高了负载均衡效率,而且通过对目的边缘数据中心进行认证,增强了安全性。

软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的主要创新是将控制平面与数据平面解耦,并通过运行在控制器上的专门应用程序来集中进行网络管理。尽管基于SDN控制数据中心有许多优点,但其安全性仍然是学术界关注的问题。文献[4]介绍了基于广义熵(Generalized Entropy,GE)来检测控制层的低速率分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service,DDoS)攻击。实验结果表明,与香农熵和其他统计信息距离度量相比,上述检测机制可提高检测精度。

为了在数据中心间光网络(Inter-data Center Optical Network,IDCON)上实现经济、高效的自适应网络控制和管理,人们开始考虑引入网络虚拟化技术,让IDCON的运营商作为基础设施提供商(Infrastructure Provider,InP),在IDCON上为租户创建虚拟光网络(Virtual Optical Network,VON)。文献[5]尝试将基于深度学习(Deep Learning,DL)的流量预测集成到IDCON管理中。首先,设计了服务提供框架,其中每个租户使用DL模块来预测其VON中的流量。其次,当发现未来流量与其VON中分配的资源之间显著不匹配时,向InP提交重新配置VON的请求。