随着云应用的广泛部署,数据中心的通信模式和业务需求出现了根本性变化,这些变化对数据中心网络架构提出了更高的要求。传统数据中心网络在对分带宽、传输时延、网络可扩展性、容错性、资源利用率等方面均无法满足云业务的需求,而光/电混合网络架构在这些方面优于传统的电互连网络架构。现有的光/电混合网络调度技术主要从提高光交换机利用率的角度出发,将网络中的流量看成一个整体,调度算法的目标是使得网络中的流量总和尽快传完。然而,实际的数据中心网络中包含了不同特点的流量,既有延时敏感的短流,又有高持续性的长流。平均流完成时间是影响应用表现、衡量网络性能的关键指标。而现有调度技术没有考虑不同流量的特性,仅进行了粗粒度的链路调度。因此,如何设计一个面向流量特点,以最小化平均流完成时间为目标的光/电混合网络调度方案,成为提高光/电混合数据中心网络性能的关键问题。基于上述问题,本文从以下四个方面展开研究:(1)深入了解光/电混合数据中心网络调度技术的发展现状,对现有调度工作进行分析总结。深入研究数据中心网络的流量特性和优化目标给调度方法设计带来的挑战,分析现有调度方法存在的不足,为设计最小化平均流完成时间的光/电混合网络调度方法奠定基础。(2)面向数据中心的流量特点,提出了一种新型的光/电混合数据中心网络调度架构。在光/电混合网络架构下引入流调度概念,将流调度和链路调度结合使用,达到最小化平均流完成时间的目标。在这个混合网络调度框架下,流调度和链路调度作为两个独立的模块,设计上互相解耦,效果上互相配合。调度系统具有较高的设计灵活性和较好的优化效果。本文最后采用包级模拟器,实现并对比了不同的光/电混合网络调度工作,实验证明本文的调度方法优于现有的工作,平均流完成时间最短。(3)设计并实现了一种基于流优先级的流调度策略。流调度采用最短流优先策略,将流剩余大小作为流的优先级,流剩余越少,优先级越高。ToR流调度器维护所有直连主机上活跃的流的信息,每次有流到达或结束时,主机通知流调度器更新活跃流集合,并进行一次调度。调度算法根据各流的优先级及请求的网络输入输出端口,计算出本次调度中成功获取发送权的流,并通知相关主机重启或暂停相应流的发送。(4)设计并实现了一种基于流量束优先级的链路调度策略。之前的链路调度工作没有考虑流的优先级特性,调度过程中将所有流看做一个整体,且累积周期一般较长,进一步增加了短流的完成时间。针对上述不足,本文引入流量束的逻辑概念,用于评估每个虚拟输出队列中流量的传输优先级,并设计了两种流量束的定义方案。链路调度算法优先为高优先级流量束所在的虚拟输出队列分配光链路。通过流量束优先级的定义,可实现短流优先传输的效果。调度周期相对缩短,进一步减小短流的等待时间。另外,虚拟输出队列采用优先级队列,报文按照优先级顺序传输,遵循了短流优先原则。实验表明,本文的链路调度在最小化流完成时间的目标上取得了较好的效果。综上所述,本文围绕光/电混合数据中心网络调度问题,基于对数据中心网络流量特点的分析,优化设计了光/电混合数据中心网络调度架构和方法,提高了网络性能。因此,本文解决了光/电混合数据中心网络调度的一些实际问题,具有一定的工程价值和理论意义。