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Pooja Kaplesh*
,昌迪加尔大学计算机科学系莫哈里(印度
收到:06 - jun - 2022,手稿。集选区- 22 - 66038;编辑分配:9 - 6月- 2022年前质量控制。集选区- 22 - 66038 (PQ);综述:截止2022年6月27日,质检不。集选区- 22 - 66038;修改后:08 - 8月- 2022年手稿。集选区- 22 - 66038 (R);发表:15 - 8月- 2022,2229 - 371 DOI: 10.4172 / - x.13.4.007
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延迟敏感的应用程序越来越多进入数据中心。网络接口的更高的延迟可以限制这类应用程序的性能。因为传统的网络栈建立局域网和广域网,包含大量的冗余数据中心网络中没有必要。介绍了研究高规模的网络协议名为[和裂痕,可以取代传统的网络堆栈和满足的需求的数据中心网络通信。比较这些协议的特点和优点高规模的网络系统。帧头结构的协议进行了讨论。
数据中心网络;[据;裂痕;协议;框架结构
标准的TCP / IP堆栈设计功能满意地在一个局域网(LAN)和广域网(WAN) (WAN)。局域网和广域网的物理性质是截然不同的。TCP / IP和用户数据报协议(UDP) / IP有太多的冗余容量和延迟当用于局域网。因为数据中心服务器室的直径很少超过100米,宽带是一个局域网(1]。应该有一个更高效的协议栈符合特定需求的宽带。裂谷(脂肪含量路由树)是建立从地改变数据中心路由。它有广泛的功能和自我优化,填写其他路由协议所造成的缺口。企业超规模数据中心,裂痕可能是一个自治的都在一个路由解决方案(2]。裂谷是确定标准的社区支持和认可标准。
裂缝是一种零操作成本协议路由路由数据包的拓扑基于秘密地和胖树网络。这是一个距离矢量和链路状态的方法有各种优势为IP面料,包括简单的管理和提高网络的鲁棒性。裂谷路由协议是一个开放和自由的标准。距离矢量协议之间的交叉的树叶,采用扩散计算和刺的链路状态算法,使用分布式洪水和计算(3]。用另一种方式,当裂痕协议是激活的,北边设备广播链路状态信息,而每一个开关,除了叶生成一个默认路由,充斥在南部方向(在正常情况下)。
IP forwarding-based数据中心部署的上升,内部网关协议(集)和被用来控制秘密地和脂肪的关键路由决策树结构(也称为脊椎和叶模型)。这些协议的方法是基于不足的困难和昂贵的操作扩展IP面料的要求(4]。这是因为显卡和东方协议开发通用和稀疏的网络拓扑。路由树脂(裂缝)解决这些问题,并适应不断变化的IP基础设施需求。以下是路由的基本方面胖树(裂缝)协议:
•与脂肪树拓扑自动构建。
•自动减少洪水的数量。
•减少路由状态信息存储的数量在每个数据中心网络水平。
•基于可用带宽,自动调整交通向脊柱。
•为了避免黑钻和可怜的路由,前缀和节点失败时自动分类链接。
•协议收敛后,同步一个小键值数据存储,可以用来引导更高水平的功能节点。
[是一个多通道的协议,它可以从500 Mbps规模超过200 Gbps的速度。它与大多数现代fpga。它有可能允许数据中心网络与低延迟、高吞吐量、灵活性、可伸缩性和无损的性能。[[所使用的框架5]。
•[据TX和RX协议:TX逻辑在六个阶段工作,发送暂停,暂停,正常,通过和发送通过。[据RX逻辑在五个阶段:重新发送请求不同步,暂停请求,流量控制和帧错误。
•重新传输:在三种模式:在任意方向没有错误,错误的方向和在两个方向上的错误。
•流控制:为了保持流量控制,RX之间的缓冲插入逻辑和用户界面。
•时钟补偿:更快的端点的TX逻辑可以主动管理其汇率。
•频道键:必须使用频道键结合众多收发器的带宽,以达到每秒数百gb的带宽。
数据中心网络协议
[据框架结构:
•头字段:数据帧头必须有以下信息:帧ID、校验和,载荷计算的有效字节,一行代码页眉和end-of-packet标记。
•数据帧字段(表1)。
| 帧大小 | Syncword (SYN) | 有效载荷 | 元代码* | 格式的代码 | 验证码 |
|---|---|---|---|---|---|
| 固定帧大小 | 2比特代码行标题 | 到2048位 | 2比特, | 8位字段 | 马克斯(帧ID、校验和) |
表1。数据帧结构。
SYN:这是一个标题2比特行代码。也用于表示如果一个框架是一个数据帧或控制框架。SYNs在数据帧设置为2 'b01 Verilog恒定的符号,而SYNs 'b10控制帧设置为2。
有效载荷:用户负载限制在128、256、512、1024和2048位。数据帧和验证必须紧凑,以减少延迟和带宽效率最大化6]。因为数据帧必须是2的幂和不少于128,和框架代码只能支持2048位的有效负载,数据帧选项是128,256,512,1024,2048。
格式化代码:8位的格式化代码是一个字段。当元代码显示,并非所有字节的有效载荷是有效的,它是用来显示多少字节是合法的。
验证码:让大小帧ID表示帧ID字段的大小和尺寸的校验和校验和的大小。验证码的异(XOR)计算帧ID和校验和。因此验证=最多(大小帧ID、校验和的大小)。
元代码:代码的基础上值,检查是否有效载荷部分有效,所有字节的有效载荷是有效的和无效的(表2和3)。
| 元代码 | 有效载荷的有效性 |
|---|---|
| 0 | 无效的 |
| 1 | 有效的 |
| 10 | 有效的 |
| 11 | 有效的 |
表2。表显示了元代码和有效载荷的有效性。
•控制框架
| 控制代码 | Syncword (SYN) | 验证码 | 保留 |
|---|---|---|---|
| 16位 | 2比特 | 马克斯(帧ID、校验和) | 数据帧的大小尺寸控制代码SYN的验证代码 |
表3。控制框架结构。
控制帧,SYN和验证代码执行相同的功能在数据帧。以下是控制代码:
闲置:这个信号表明,发送方不正常传输数据。当发送方之间的过渡暂停,重新传输,和普通状态,这个代码发出。下面的部分将通过每个州在进一步的细节7]。
暂停请求:当t他链接是不同步的,接收方发送这段代码。它通知发送方在发送数据。
请求重新发送:当遇到错误的验证码,接收方发送这段代码。它指示发送方改变从普通模式到应急模式。
裂谷协议
胖树(裂缝)协议中的路由使用链路状态和距离向量技术的组合来满足的需要在胖树网络路由,链路状态指向脊柱和距离向量指向树叶。裂谷关注网络与普通的拓扑结构,高连通性,定义的方向性,大规模使用这种混合动力技术。”
•裂缝的结构和操作:裂谷结构定义了各种操作的裂谷协议(8]。“这是关键的节点参与协议几乎不需要进行配置,可以加入一个网络为叶节点只需加入到网络使用默认配置”。IPv6and IPv4 should both be supported by the protocol."
•邻居发现:通过交换链接信息元素(谎言),裂谷自动发现邻居,协商零触摸供应(盒子氧),并检测到任何mis-cablings。躺在一个加密的消息“信封”,帮助与身份验证和安全。谎言总是发送TTL (IPv4)值或霍奇金淋巴瘤(IPv6)值1为了防止超越单个层3跳(表4)。
| 家庭地址 | 默认多播地址 |
|---|---|
| IPv4 | 224.0.0.120 |
| IPv6 | 用作A1F7 |
表4。默认的裂痕多播地址。
•头字段
当地ID:链接的ID
豆荚:本地节点的豆荚的价值
MTU:第三层MTU本地链接,用于发现MTU不匹配
邻居:用来“反映”一个相邻节点系统ID和链接ID
•裂谷州
一种方式:初始状态。
两种方式:遥远的节点本地节点发送一个有效的谎言。
三个方式:远程节点看到本地节点的系统ID的谎言。链接id必须匹配的情况下,并行链接使用。
多个邻居等:本地节点上看到多个邻居一个链接,启动一个按住计时器前处理是(表5)。
比较功能
| 特性 | [据 | 裂痕 |
|---|---|---|
| 设计 | 链路层设计 | 网络层设计 |
| 类型的协议 | 多通道协议 | 零OpEx路由协议 |
| 高级版本 | TCP / IP协议网络的变体。 | 秘密地建立和胖树网络拓扑变体 |
| 混合协议 | 第一层三层协议栈 | 一个协议,它结合了链路状态和距离向量协议。 |
| 头字段 | 帧ID、校验和有效载荷的有效字节数,end-of-packet标志,标题和行代码都包括在内。 | 包含本地ID、豆荚、MTU的本地链接和邻居 |
| 最优 | 无损的点对点的优化与超提供低延迟、高带宽。 | 为了最大化的使用多核处理架构。 |
表5所示。裂缝的特点和[协议。
本文讨论的协议是非常有用的超级数据中心规模的通信网络。[据有低延迟或延迟和网络三层是一个可靠的链路层协议栈,我们提出了。[可以提供无损的点对点网络具有非常低的延迟和大带宽由于其革命性的乐队重新传输算法。另一方面,裂缝是一种路由协议设计等人口嵌套拓扑树脂肪。提出了各种功能和框架结构的协议。
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