[发明专利]一种基于内容的数据中心网络路由转发方法

说明书

技术领域

本发明属于数据中心网络技术领域，具体涉及一种基于内容的数据中心网络路由转发方法。

背景技术

随着数据中心规模的扩大，服务器（主机）与交换机数量迅速增多，应用层程序的数量激增且种类呈现多样化，这对于数据中心网络性能提出了严峻挑战。常见的基于内容的数据中心服务如分布式计算引擎MapReduce和分布式文件系统GFS都是高带宽需求型服务，增加可用带宽成为了当前数据中心网络的一个核心问题。现有解决方案大都集中在增加链路数目以及链路带宽。如以交换机为中心的新型拓扑结构：Fat-Tree（胖树），VL2（虚拟链路层）；以主机为中心的拓扑结构：BCube（一种高性能的数据中心拓扑结构），DCell（一种递归定义的数据中心拓扑结构）；以及光链路策略：c-Through（一种混合式数据包交换与电路交换拓扑结构）。但是，这些方案同时也带来巨大的硬件开销和能耗开销。

采用端缓存机制可以为基于内容的数据中心网络有效的提升可用带宽能力，并且不占用任何网络资源。然而传统的基于IP的路由策略无法有效的适用于基于内容的缓存机制，因此，我们需要设计一种基于内容的路由协议。数据中心网络中的数据流，只有少数的控制包（control packet），通常为1～2个，即开始的请求包（request packet）和最后的结束包（finish packet），其余全都是数据包（data packet）。针对数据包传输遇到的拥塞控制和容错问题，传统的基于IP的TCP传输方式已经解决的非常好。因此，不同于NDN（Named Data Network，内容数据网络）完全摒弃了基于IP的内容转发设计，我们应该保留基于IP的传统TCP传输方式进行内容数据包传输，只是针对内容控制包采取一种基于内容的路由协议，其目的在于为客户主机找到当前数据中心网络拓扑结构中“最近”的数据源，并不干涉数据包的传输。然而，由于数据中心文件系统的集中控制器（controller）负载过高，这种路由协议不能为控制器添加如何额外负担。因此，需要设计一种自适应的基于内容的数据中心网络路由协议方案。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种基于内容的数据中心网络路由转发方法，该方法以基于内容的数据中心网络为基础，通过内容与位置混合式路由转发策略，使得交换机优先选择“距离较近”的缓存主机进行路由转发。