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Resource Allocation in Electrical/Optical Hybrid Switching Data Center Networks
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1035k
资源说明：### 数据中心网络中的电光混合交换资源分配
#### 摘要与背景
本文探讨了在当前及未来数据中心网络（DCNs）中电光混合交换技术的资源分配问题。随着云计算、流媒体视频等新兴应用需求的增长，数据中心网络面临着巨大的挑战。为了满足这些需求，已构建的数据中心网络能够容纳成千上万台服务器。根据Cisco的报告，预计全球数据中心流量在未来几年将以每年27%的速度增长，并在2020年底达到15.3泽字节(ZB)，其中77%的数据中心流量仍发生在数据中心内部。这种巨大的机架间流量对高速且低成本的网络互联提出了重大挑战。
#### 电光混合交换技术
电光混合交换结合了电子分组交换和高速光学电路交换的优点，被认为是当前及未来数据中心网络的有效解决方案之一。在设计此类混合交换数据中心网络时，关键在于如何平衡用于光学电路交换和电子分组交换的资源数量，以确保两者都能满足性能需求，同时实现最小化整体系统构建成本或功耗的目标。
#### BLOC：阻塞损耗曲线
本文引入了一种名为“阻塞损耗曲线”(BLOC)的工具来表征电光混合交换数据中心网络。通过BLOC，可以将资源分配、流量划分以及系统性能这三个相互作用的组件自然地集成在一起进行分析。利用BLOC，可以找到可行的资源分配与流量划分组合。此外，文章还展示了系统的参数（如流到达特性）可能如何影响资源分配和系统成本。
#### 资源分配策略
文章讨论了如何使用BLOC来获得可行的资源分配和流量划分组合。研究发现，为了满足第95百分位的流量需求，所需的总资源量可能仅为满足第99.9百分位流量需求所需资源量的60%左右。这一发现表明，在资源分配方面存在着优化空间，可以通过合理规划来降低总体成本和功耗。
#### 关键研究结果
- **资源需求分析**：通过对不同流量等级的需求分析，研究揭示了在满足特定服务等级目标(SLA)的同时，如何优化资源分配以降低成本。
- **性能与成本权衡**：文章深入探讨了如何在保证系统性能的同时，减少资源消耗和运营成本。
- **流量特性影响**：研究表明，流量到达模式的变化会影响资源分配决策，进而影响系统的总体成本。
- **系统参数调整**：作者提供了关于如何根据不同的业务场景和流量模式调整系统参数的具体建议，以实现更高效的资源利用。
#### 结论
本文通过对电光混合交换数据中心网络的研究，为设计高效、经济且具有良好扩展性的数据中心网络提供了一套理论框架和技术指导。通过引入BLOC工具，不仅可以有效地评估和优化资源分配方案，还能帮助网络设计师更好地理解各种系统参数对网络性能的影响。这些成果对于当前及未来数据中心网络的设计和发展具有重要的实践意义。
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