Εξισορρόπηση φορτίου σε δίκτυα που καθορίζονται από λογισμικό με χρήση αλγορίθμων ισοκατανομής φορτίου στους συνδέσμους
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Χανδόλια, Ελισσάβετ
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη μελέτη του αλγορίθμου εξισορρόπησης φορτίου Equal-Cost Multi-Path (ECMP) στα δίκτυα Software Defined Networks (SDN) και Data Center Networks (DCN), καθώς και στις παραλλαγές του. Ο βασικός στόχος είναι η κατανόηση της λειτουργίας του ECMP σε περιβάλλοντα SDN-DCN, ο εντοπισμός των αδυναμιών του και ο προσδιορισμός αποτελεσματικών λύσεων που εξασφαλίζουν αποδοτική εξισορρόπηση φορτίου και βελτίωση της απόδοσης των DCN.
Οι παραδοσιακές τεχνικές εξισορρόπησης φορτίου, που βασίζονται σε στατικές μετρικές, οδηγούν σε μη ομοιόμορφη κατανομή ροών, με αποτέλεσμα τη συμφόρηση σε συγκεκριμένες διαδρομές και την υποχρησιμοποίηση άλλων. Αρχικά, αναλύεται η λειτουργία του ECMP σε περιβάλλοντα SDN-DCN, με έμφαση στις προκλήσεις που προκύπτουν από τις συγκρούσεις κατακερματισμού (hash collisions) και την ασυμμετρία της κίνησης του δικτύου. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι προτεινόμενες λύσεις για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων. Στον τομέα της διαχείρισης συγκρούσεων κατακερματισμού, προσεγγίσεις όπως ο αλγόριθμος HEDERA, η παραγωγή πολλαπλών συναρτήσεων κατακερματισμού και η αξιοποίηση της γραμμικότητας μέσω του Relative Path Control (RePaC) εξετάζονται διεξοδικά. Για την αντιμετώπιση της ασυμμετρίας, αξιολογούνται οι αλγόριθμοι CONGA, HULA, MP-HULA, W-ECMP και P-ECMP, οι οποίοι εισάγουν νέες στρατηγικές διαχείρισης του φορτίου του δικτύου. Οι προτεινόμενες λύσεις περιλαμβάνουν την αξιοποίηση υποροών μέσω διαφορετικών διαδρομών, τη δυναμική προσαρμογή διαδρομών, την καθολική επίγνωση της συμφόρησης στις συνδέσεις και τη χρήση εναλλακτικών προσεγγίσεων, όπως η χρήση πρώτων αριθμών.
Μέσω ανάλυσης και πειραματικής αξιολόγησης, αναδεικνύονται τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί αυτών των μεθόδων. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι οι προτεινόμενες λύσεις μπορούν να ενισχύσουν την αποτελεσματικότητα της εξισορρόπησης φορτίου, μειώνοντας καθυστερήσεις και βελτιστοποιώντας τη χρήση των πόρων του δικτύου. Η εργασία καταλήγει με συμπεράσματα και προτάσεις για περαιτέρω βελτιώσεις, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη πιο αποδοτικών και προσαρμόσιμων δικτύων SDN-DCN.
This thesis focuses on the study of the Equal-Cost Multi-Path (ECMP) load balancing algorithm in Software Defined Networks (SDN) and Data Center Networks (DCN) and its variants. The main objective is to understand the operation of ECMP in SDN-DCN environments, identify its weaknesses and identify effective solutions that ensure efficient load balancing and improve the performance of DCNs. Traditional load balancing techniques, based on static metrics, lead to non-uniform flow distribution, resulting in congestion on certain paths and underutilization of others. First, we analyse the operation of ECMP in SDN-DCN environments, focusing on the challenges arising from hash collisions and network traffic asymmetry. Then, proposed solutions to address these challenges are presented. In the area of hash collisions management, approaches such as the HEDERA algorithm, multiple hash function generation and exploiting linearity through Relative Path Control (RePaC) are thoroughly discussed. To deal with asymmetry, the CONGA, HULA, MP-HULA, W-ECMP and P-ECMP algorithms are evaluated, which introduce new network load management strategies. Proposed solutions include the use of underflows through different routes, dynamic route adaptation, global awareness of congestion at links and the use of alternative approaches such as the use of prime numbers. Through analysis and experimental evaluation, the advantages and limitations of these methods are highlighted. The findings suggest that the proposed solutions can enhance the efficiency of load balancing by reducing delays and optimizing the use of network resources. The paper concludes with conclusions and suggestions for further improvements, contributing to the development of more efficient and adaptable SDN-DCN networks.
This thesis focuses on the study of the Equal-Cost Multi-Path (ECMP) load balancing algorithm in Software Defined Networks (SDN) and Data Center Networks (DCN) and its variants. The main objective is to understand the operation of ECMP in SDN-DCN environments, identify its weaknesses and identify effective solutions that ensure efficient load balancing and improve the performance of DCNs. Traditional load balancing techniques, based on static metrics, lead to non-uniform flow distribution, resulting in congestion on certain paths and underutilization of others. First, we analyse the operation of ECMP in SDN-DCN environments, focusing on the challenges arising from hash collisions and network traffic asymmetry. Then, proposed solutions to address these challenges are presented. In the area of hash collisions management, approaches such as the HEDERA algorithm, multiple hash function generation and exploiting linearity through Relative Path Control (RePaC) are thoroughly discussed. To deal with asymmetry, the CONGA, HULA, MP-HULA, W-ECMP and P-ECMP algorithms are evaluated, which introduce new network load management strategies. Proposed solutions include the use of underflows through different routes, dynamic route adaptation, global awareness of congestion at links and the use of alternative approaches such as the use of prime numbers. Through analysis and experimental evaluation, the advantages and limitations of these methods are highlighted. The findings suggest that the proposed solutions can enhance the efficiency of load balancing by reducing delays and optimizing the use of network resources. The paper concludes with conclusions and suggestions for further improvements, contributing to the development of more efficient and adaptable SDN-DCN networks.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Εξισορρόπηση φορτίου, DCN, SDN, ECMP
Θεματική κατηγορία
Δίκτυα
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών. Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Όνομα επιβλέποντος
Στεργίου, Ελευθέριος
Εξεταστική επιτροπή
Στύλιος, Χρυσόστομος
Μαργαρίτη, Σπυριδούλα
Μαργαρίτη, Σπυριδούλα
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
APA
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
95
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States