（基于应用层网络虚拟化的高效复杂查询技术研究综述和展望#张一鸣，彭宇行，李东升**5101520253035（国防科学技术大学计算机学院，长沙410073）摘要：本文对基于应用层网络虚拟化的高效复杂查询技术进行介绍。本文将分别对多个应用之间的网络虚拟化技术、同一应用内部最后期限感知的数据传输技术、以及基于网络隔离的复杂数据查询技术进行综述和展望。关键词：并行与分布处理；网络隔离；复杂查询：TP399SurveyandProspectonEfficientComplexQueriesBasedonApplication-LayerNetworkVirtualizationZHANGYiming,PENGYuxing,LIDongsheng(SchoolofComputer,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073)Abstract:Inthispaperwedescriberesearchonnetworkisolationamongmultipleapplicationsandonefficientquerytechnologiesbasedonnetworkisolation.Thispaperwillpresentasurveyandprospectonnetworkvirtualizationinmultipleapplications,deadline-awaretransmissioninthesameapplications,andnetworkisolationbasedcomplexdataquerytechnologies.Keywords:Parallelanddistributedprocessing;networkisolation;comple新疆ueries0引言互联网技术和云计算技术的迅速发展，使得数据产生、存储、共享和应用的手段大大增强，数据增长规模已经远远超出了人们的预期。相关研究报告表明，2012年全球数据量达到2.8ZB（1ZB约为1021字节），并且以每两年翻一番的速度持续增长。数据规模的急速扩展，使得以数据为中心的数据密集型计算（例如MapReduce、Hardoop等）成为和学术界的研究热点。数据密集型计算的特点是具有超大数据规模，以亚马逊EC2为例，目前已经有纽约时报、纳斯达克证券交易所、手机定位服务商Foursquare、社交服务提供商Reddit在内的超过40万客户，其用于存储客户数据的S3（SimpleStorageService）对象数量超过820亿，并以每个月40亿的数量增长。针对上述需求，学术界对基于应用层网络虚拟化的高效复杂查询技术进行了深入研究。本文将对基于应用层网络虚拟化的高效复杂查询技术进行介绍。这里的“隔离”是指一个应用的网络传输不受同一网络中的其他应用的影响。本文将分别对多个应用之间的网络虚拟化技术、同一应用内部最后期限感知的数据传输技术、以及基于网络隔离的复杂数据查询技术进行综述和展望。1网络虚拟化技术1.1带宽分配最大-最小分配是一种典型的带宽分配策略[1]。假设在一条1Gbps的链路上有两条流分基金项目：博士点基金(编号20094307110008)；国家自然科学基金（编号61222205）作者简介：张一鸣，（1978-），男，助理研究员，主要研究方向：分布式计算。通信联系人：彭宇行，1963-），男，教授，主要研究方向：分布式计算。E-mail:pengyuxing1963@yahoo-1-别分配了0.5Gbps带宽。最大-最小分配要求每条流在需要的情况下都可以使用自己的400.5Gbps带宽，并且如果其中一条流所需要的带宽不足0.5Gbps，那么另一条流在需要的情况下可以使用第一条流的剩余带宽。NetShare[2]通过在不同服务间使用加权公平队列、在同一服务内使用TCP拥塞控制和速率限制，实现了多级最大-最小带宽分配机制。Orchestra[3]和Seawall[4]基于虚拟机监视器（hypervisor）实现了基于虚拟机的公平带宽资源共享。FlowVisor[5]基于OpenFlow，支持具有不同地址和转发机制的逻辑网络共享同一物理网络。451.2虚拟网络映射虚拟网络映射（virtualnetworkembedding）与网络虚拟化和带宽保证问题关系密切。文献[6]通过模拟退火算法实现了实验床网络的映射，但是由于该方法只能用于没有多路径的简单网络拓扑，因此不适用于应用层网络虚拟化。文献[7]基于整数编程（integerprogramming）方法实现了路径的分裂与合并，但是由于算法复杂度问题，这些方法只能用50于50到100个节点的小型网络。1.3TCP拥塞避免在网络传输领域，ECN（显式拥塞通告）[8]提出基于主动队列管理（AQM）来发现网络中的拥塞。DCTCP[9]指出ECN不能适应应用的特点，进而提出采用聚合多个ECN反馈并加权平均的方法实现。D3[10]提出进行显式的最后期限通告，进而丢弃无法满足最后期55限的数据传输。D2TCP提出结合ECN和DCTCP，进行拥塞...