- 學位論文
盲路由負載平衡交換網路:一個無網路處理器的fat-tree拓撲Part(2)線卡
Route-blind Load-balanced Switching Network: A Network-processor free Fat-tree Topology -Part(2)Linecard
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摘要
隨著雲端運算的盛行，如何建構大型網路資料中心成為一個很重要的課題。根據網路製造商的建議，如Cisco或是Juniper，目前網際網路的建構為連接路由器的樹枝狀拓撲(tree topology)。資料流量透過樹枝狀節點的路由器查表被逐層匯流並轉送。然而，隨著科技的進步，頻寬的增加已快速超越網路處理器可以負荷的速度。目前以網路處理器查表為基礎的樹枝狀拓撲，終將無法跟上網路服務的要求及頻寬的增加。 在這篇論文中我們提出了一個前所未有的想法，我們把整個網路視為一個虛擬的交換機。在虛擬的交換機中，網路的拓撲成為交換核心。我們利用負載平衡布可夫馮紐曼交換機當作虛擬交換機的核心，因為負載平衡布可夫馮紐曼交換機有高度的擴展性且可以保證有百分之百的效能。又因為負載平衡布可夫馮紐曼交換機具有靠事先決定好的連結方式就能將封包正確交換的性質(盲路由特性)，我們提出的盲路由負載平衡交換網路即具有封包在進入網路時，只需查一次路由表即能交換至正確輸出埠的好處。如此，整個網路規模將不被網路處理器的硬體設計複雜度所受限。 在實作上這篇論文針對盲路由負載平衡布交換網路中一個交換元件的線卡進行設計。我們提出了折疊式架構，將原本在交換機核心的虛擬輸出佇列(VOQ)分配到線卡上，VOQ根據封包的destination來en-queue，利用旋轉器(rotator)來de-queue，並透過同步協定得以對到交換核心的連結配對。我們利用AdvancedTCA機櫃開發出的交換元件，可以支援多張且任意位置的線卡(linecard)，亦即能實現任意大小的旋轉器。並利用管線化的設計使封包在交換的同時滿足百分之百的效能需求。我們可以利用這樣子的交換元件去組成一個盲路由負載平衡交換網路，並把網路視為一個交換機的想法實現。
參考文獻
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