支持云计算的带宽资源优化技术研究

发布时间：2017-10-09 16:38

  本文关键词：支持云计算的带宽资源优化技术研究

  更多相关文章： 云计算 带宽分配 逆向拍卖 拥塞避免

【摘要】：随着信息技术的飞速发展,计算模式从自组织的大型处理机逐渐演变成按需处理的云计算。越来越多的大型公司开始为租户提供迁移服务和应用到公共云平台的机会,如亚马逊,微软,谷歌等。如今许多大型云提供商拥有数千个租户,其中每个租户的虚拟机数量从十几个到上千个不等,这些虚拟机之间的流量请求是时刻变化的,使得数据中心在每秒中需要传输数千万流量。由于云计算网络势不可挡的增长需求,需要进一步研究云计算中的带宽资源优化问题。常用的带宽分配方式是静态预留,即在租户购买虚拟机之初分配了固定的带宽,没有充分利用租户的闲置带宽,考虑到数据中心流量天然的突发性,只使用静态预留带宽会使得网络平均使用率变得非常低。另一方面,拥塞链路会导致通信速率变慢,使得租户的SLA无法得到满足,且需要为租用更长时间的虚拟机支付更多的费用,可以发现如果云服务商能避免链路发生拥塞,就能明显增加服务商的利润并改善租户的应用性能。鉴于上述问题,本文首先研究了空闲带宽管理问题。考虑到自私的租户是不愿意无偿提供资源的,本文提出了一种基于逆向拍卖的空闲带宽管理机制,使得租户自愿出售空闲带宽给云服务商,同时云服务商能分配空闲的带宽,以此提高网络使用率,该机制实现了云服务商和租户的双赢,既提高了云服务商的网络使用率,又增加了租户的收益。除此之外,为了保证租户之间的公平性,本文引入了拍卖中的诚实性特点,并最终证明了该方法是诚实的。同时为了解决当前云计算带宽资源分配中的网络拥塞问题,本文提出了一种基于拥塞避免的带宽分配方法。该方法可分为两个阶段,首先为租户预留其所需的最小带宽,保障租户的应用不被中断。为了避免租户隐瞒真实需求,本文要求租户支付额外的最小带宽预留费用,使得租户只能提出实际所需的最小带宽值。然后将链路按照拥塞可能性的大小进行升序排序,优先给租户分配发生拥塞可能性较小的链路。此外,如果某条链路发生了拥塞,可以选择合适的租户迁移到非拥塞的链路上。
【关键词】：云计算 带宽分配 逆向拍卖 拥塞避免
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.06
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 问题背景10-12
• 1.2 研究工作12-13
• 1.3 论文结构13-15
• 第二章 云计算带宽分配的研究现状15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 带宽分配的要求15-23
• 2.2.1 最小带宽保证16-20
• 2.2.2 网络比例性20-21
• 2.2.3 高利用率21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 基于逆向拍卖的空闲带宽管理方法24-35
• 3.1 引言24-25
• 3.2 研究动机25-26
• 3.3 逆向拍卖模型26-29
• 3.3.1 模型概述27-28
• 3.3.2 逆向拍卖的诚实性28-29
• 3.4 基于逆向拍卖的空闲带宽管理29-33
• 3.4.1 空闲带宽管理方法30-31
• 3.4.2 诚实性分析31-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第四章 基于拥塞避免的带宽分配方法35-46
• 4.1 引言35-36
• 4.2 研究动机36-37
• 4.3 方案概述37-38
• 4.4 系统建模38-39
• 4.5 基于拥塞避免的带宽分配39-45
• 4.5.1 阶段1：最小带宽预留39-41
• 4.5.2 阶段2：拥塞避免分配41-44
• 4.5.3 论分析44-45
• 4.6 本章小结45-46
• 第五章 实验评估与分析46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 基于逆向拍卖的空闲带宽管理方法的实验分析46-49
• 5.2.1 实验部署46-47
• 5.2.2 实验结果及分析47-49
• 5.3 基于拥塞避免的带宽分配方法的实验分析49-53
• 5.3.1 实验部署49-50
• 5.3.2 实验结果及分析50-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第六章 结束语54-56
• 6.1 本文成果54-55
• 6.2 未来展望55-56
• 参考文献56-63
• 致谢63-64
• 附录64-65
• 附录A 攻读硕士学位期间参加的科研项目64
• 附录B 攻读硕士学位期间申请的专利64-65

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本文编号：1001291