参赛队伍信息表.PDFVIP

参赛队伍信息表 队伍名称 幻影之翼 领队姓名 疏官胜 指导老师 张焕杰 邮箱地址 sgs2012@mail.ustc.ed 领队电话 所属学校 （单位） 中国科学技术大学 队员一 王硕 队员二 张俊 队员三 徐华 队员四 队员五 队员六 1 应用名称 云数据中心业务流量QoS 保障 一、应用的简介和摘要（研究内容、解决问题等，600 字以内） 随着云计算技术及其业务的普及，数据中心云化发展逐步走向大型化、自动化、 虚拟化，越来越多的分布式数据密集型应用倾向于部署在云环境中，如MapReduce、 Storm、 Spark 等，云网络中产生超大规模东西向数据流量已经成为必然趋势。上 层应用共享底层物理网络带宽，网络拥塞成为常见现象，云业务服务质量需要保障。 云基础设施本质是一个虚拟化资源池，单个操作系统和网络端口不再一一对应， 同一台物理服务器上运行着的多台虚拟机对物理网卡存在竞争。传统网络QoS 策略 只针对物理端口，服务器所有网络行为由接入交换机直接控制。而在虚拟化环境中， 虚拟机和交换机间隔一层服务器网卡，虚拟机层面的业务流量难以区分、管理和控 制，其通过预定义SLA 作为QoS 的参数，缺乏一定的灵活性，SDN 提供开放应用编 程接口，为QoS 保障带来新契机。 本应用提出一套基于SDN 的云数据中心业务流量QoS 保障的解决方案，为云中 虚拟机业务流量提供自动化QoS 保障的同时，尽可能提高物理链路利用率。通过增 加虚拟接入层软件交换机，将网络接入移至物理服务器内部，进而实现对虚拟机网 络策略的管理。借助SDN 南向接口，实现针对业务类型的个性化流表自动下发机制， 达到虚拟机业务流量调度到特别端口队列的目的。借助SDN 北向接口，监控全局虚 拟机业务流量状态以及端口队列流量状态，并在此基础上设计基于实时业务流量端 口队列带宽动态调整策略。与此同时，采取分级控制的思想，在端口队列针设计基 于流的限速策略，从而达到虚拟机业务流量QoS 保障的目的。 2 二、应用场景介绍（包括示意图，800 字以内） 3 科大瀚海星云校园云在开源软件OpenStack 基础上部署云计算IaaS 层服务，共 计40 个计算节点，可提供CPU 数目880，内存大小1760G，磁盘大小80TB，已注册 用户近1000 余人，资源使用率处于超饱和状态。其运行二年有余，面向全体师生提 供计算和存储服务，有效地支撑了本校科教活动。然而，校园云平台本身依然遭遇 若干挑战，如云中虚拟机的流量管理问题。针对物理网卡相同宿主机中的虚拟机之 间在带宽上存在竞争关系，如一台虚拟机使用P2P 的下载方式将会对宿主机中其他 虚拟机正常对外服务造成极大影响等。传统云中网络基于Linux bridge 的方式虽然 可以针对网桥接口实现基于业务流量的QoS 保障，但现有的bridge 模块因缺乏适合 的应用编程接口不能快速应对动态变化迅速的云网环境，物理交换机无法识别和区 分虚拟机的业务流量信息，因此无法在真正意义上解决虚拟接入的问题，从而无法 对虚拟机的流量进行监控和管理，造成用户虚拟机在网络带宽上的QoS 不能得到保 证，这也是校园云能够继续提供稳定服务的主要障碍之一。 目前，科大瀚海星云校园云网络实现主要基于Linux Bridge 的方式，在物理网 卡上建立网桥，网络拓扑如下图所示： （图2-1