Trang 1 HUỲNH VŨ TRƢỜNG DUYBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI--- HUỲNH VŨ TRƢỜNG DUYKỸ THUẬT TRUYỄN THÔNGCÁC PHƢƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG TRONG MẠNG DATA CENTER LU
Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 HUỲNH VŨ TRƢỜNG DUY BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HUỲNH VŨ TRƢỜNG DUY KỸ THUẬT TRUYỄN THÔNG CÁC PHƢƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG TRONG MẠNG DATA CENTER LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT – TRUYỀN THƠNG KHỐ 2012B Hà Nội – Năm 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131967481000000 Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HUỲNH VŨ TRƢỜNG DUY CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM TRONG MẠNG DATA CENTER LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN HỮU THANH Hà Nội – Năm 2014 Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lâp – Tự – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ - Đề tài: Các giải pháp tiết kiệm mạng Data Center - Tác giả: Huỳnh Vũ Trường Duy, Viện đào tạo sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội - Chuyên ngành: Điện Từ - Viễn Thông - Người hướng dẫn: PGS-TS Nguyễn Hữu Thanh - Đơn vị: Viện đào tạo sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội Nhận xét: Tổng quan chung: Ưu điểm, nhược điểm luận văn nội dung, hình thức; thái độ, trách nhiệm tác giả trình thực luận văn Kết luận: Tôi đồng ý (không đồng ý) để tác giả ………… bảo vệ luận văn trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Hà Nội, Ngày tháng năm 2010 Người nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên người hướng dẫn) Xác nhận quan ngƣời nhận xét (dùng cho người nhận xét trường ĐHBKHN) Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố luận văn khác Các số liệu mơ thích, trích dẫn từ tài liệu cụ thể Hà Nội ngày tháng năm 2014 Học viên thực Huỳnh Vũ Trƣờng Duy Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật thực Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn PGS-TS Nguyễn Hữu Thanh trực tiếp tận tình hướng dẫn giúp đỡ giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình làm luận án Em xin cảm ơn Ban Giám Hiệu thầy Viện điện tử - viễn thông Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, động viên, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận án Cuối cùng, em xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc tới tồn thể gia đình, bạn bè ln động viên, khích lệ tin thần để em đủ nghị lực hoàn thành luận án Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 LỜI NÓI ĐẦU Trung tâm liệu có nguồn gốc phịng máy tính lớn lứa tuổi đầu ngành cơng nghiệp máy tính Hệ thống máy tính đầu phức tạp để vận hành trì, địi hỏi mơi trường đặc biệt để hoạt động Nhiều loại cáp cần thiết để kết nối tất thành phần phương pháp để thích ứng tổ chức đặt , chẳng hạn kệ tiêu chuẩn để gắn kết thiết bị, sàn nâng , máng cáp (cài đặt cao tầng cao) Ngoài ra, máy tính lớn địi hỏi nhiều lượng phải làm mát nước để tránh nóng An ninh quan trọng máy tính bị đắt tiền , thường sử dụng cho mục đích qn Do đó, hướng dẫn thiết kế để kiểm soát truy cập vào phịng máy tính nghĩ Trong bùng nổ ngành cơng nghiệp máy vi tính, đặc biệt năm 1980, máy tính bắt đầu triển khai khắp nơi, nhiều trường hợp có khơng quan tâm đến yêu cầu hoạt động Tuy nhiên, công nghệ thông tin (IT) hoạt động bắt đầu phát triển phức tạp, công ty lớn nhận thức cần thiết để kiểm soát nguồn lực CNTT Với đời Linux gia tăng Unix tương thích hệ điều hành máy tính năm 1990, MS-DOS cuối mở đường cho hệ điều hành đa nhiệm Windows có khả năng, máy tính bắt đầu để tìm địa điểm họ phịng máy tính cũ Chúng gọi "máy chủ" hệ điều hành chia sẻ thời gian Unix chủ yếu dựa mơ hình client-server để tạo điều kiện chia sẻ nguồn tài nguyên độc đáo nhiều người dùng Sự sẵn có thiết bị mạng không tốn kém, kết hợp với tiêu chuẩn cho mạng cáp cấu trúc, làm cho sử dụng thiết kế theo cấp bậc mà đặt máy chủ phòng đặc biệt công ty Việc sử dụng thuật ngữ " trung tâm liệu ", áp dụng cho phòng máy tính thiết kế đặc biệt , bắt đầu cơng nhận phổ biến thời gian Các công ty cần kết nối Internet nhanh hoạt động không ngừng để triển khai hệ thống thiết lập diện Internet Nhiều công ty bắt đầu Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 xây dựng sở vật chất lớn, gọi trung tâm liệu Internet ( IDC ), cung cấp doanh nghiệp với loạt giải pháp cho hệ thống triển khai hoạt động.Trung tâm liệu cho điện toán đám mây gọi trung tâm liệu điện toán đám mây (CDCs) Nhưng ngày nay, phân chia điều khoản gần biến họ tích hợp vào thuật ngữ " trung tâm liệu " Ở Việt Nam, trung tâm liệu (Data Center - DC) ngày trở thành mối quan tâm hàng đầu doanh nghiệp, công ty viễn thông Và vấn đề tiết kiệm lượng mạng Data Center vấn đề mà công ty hay doanh nghiệp quan tâm Đây lý em lại chọn đề tài Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 MỤC LỤC TRANG LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC HÌNH ẢNH 10 DANH MỤC BẢNG 12 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 12 CHƢƠNG : GIỚI THIỆU VỀ DATA CENTER 13 DATA CENTER VÀ XU HƢỚNG THIẾT KẾ HIỆN NAY 13 1.1 DATA CENTER LÀ GÌ 13 1.2 XU HƢỚNG THIẾT KẾ DATA NGÀY NAY 13 1.2.1 MỘT SỐ NHƢỢC 14 1.2.2 XU HƢỚNG THIẾT KẾ NGÀY NAY 14 VẤN ĐỀ NĂNG LƢỢNG TRONG DATA CENTER 15 CHƢƠNG II: CẤU TRÚC CỦA MẠNG DATA CENTER 21 TOPOLOGY CỦA DATA CENTER 22 1.1 TOPOLOGY ĐIỂN HÌNH 22 1.2 TOPOLOGY THU GỌN 23 1.3 TOPOGY MỞ RỘNG 24 HỆ THỐNG CABLE DATA CENTER 25 2.1 CẤU TRÚC 25 2.2 ĐƢỜNG CABLE HORIZONTAL 26 2.3 ĐƢỜNG CABLE BACKBONE 28 2.4 TIÊU CHUẨN TIA-942 31 2.5 SỰ DỰ PHÒNG CHO DATA CENTER 37 CHƢƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG 41 TÓM TẮT 41 GIỚI THIỆU 41 ELASTICTREE 42 Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 3.1 VÍ DỤ : 42 3.2 TỐI ƢU HÓA : 44 3.3 PHẦN MỀM KIỂM TRA : 47 OPENFLOW LÀ GÌ? 47 3.4 QÚA TRÌNH THIẾT LẬP VÀ ĐO ĐẠC: 63 PHÂN TÍCH ĐIỆN TIẾT KIỆM 65 4.1 MƠ HÌNH LƢU LƢỢNG : 66 4.2 PHÂN TÍCH MẠNH MẼ 72 HIỆU NĂNG : 71 5.1 SỰ XẾP HÀNG ĐƢỜNG CƠ SỞ : 74 5.2 LƢU LƢỢNG ĐỒNG BỘ, BIẾN ĐỔI NHU CẦU 76 5.3 THIẾT LẬP GIỚI HẠN AN TOÀN 77 THẢO LUẬN 79 THAM KHẢO 80 Huỳnh Vũ Trường Duy – CB121161 DANH MỤC HÌNH ẢNH TRANG Hình 1: Data center - Trung tâm dự liệu 13 Hình 2: Các máy chủ mơ hình trung tâm liệu Caylay 16 Hình 3: Mỗi máy chủ nhận gói liệu từ nguồn chuyển đến máy chủ gần gần đích đến cuối 18 Hình 4: Topology Data Center 23 Hình 5: Topology Data Center thu gọn 24 Hình 6: Topology Data Center mở rộng 25 Hình 7: Cấu trúc sở hệ thống Cable Data Center 26 Hình 8: Đường cable Horizontal mơ hình Star-topology 28 Hình 9: Đường cable Backbone mơ hình Star-topology 30 Hình 10: Mơ hình dự phịng sở hạ tầng viễn thơng 38 Hình 11: System Diagram 42 Hình 12 : Data Center Networks : ElasticTree 43 Hình 13: Các bước mà lưu lượng đến thiết bị chuyển đổi OpenFlow 48 Hinh 14 : Ví dụ mạng lưới thiết bị chuyển mạch thương mại OpenFlow kích hoạt 50 Hinh 15 : Xử lý gói tin OpenFlow switch 53 Hình 16 : Thử nghiệm thiết lập đo thơng số mơ hình 55 Hình 17 : Đo chuyển đổi chậm trễ 56 Hinh 18 : Ba lớp trung tâm liệu cấu trúc liên kết 59 10