NFV环境下CDN网络优化部署

发布时间：2019-09-20 13:53

【摘要】：将传统内容分发网络迁移到网络功能虚拟化环境下可以带来很多好处,如易管理,部署成本低等。此外网络功能虚拟化技术也使得按需付费的计价模式成为可能。因此虚拟内容交付网络如何降低资源使用以减小运行成本变成了一个重要问题。另外,由于传统内容交付网络是大型分布式网络的典型代表,其系统规模是根据峰值流量而设计的。在非峰值情况下,传统内容交付网络能量效率低,能量消耗大。而在网络功能虚拟化环境下,系统规模的调整较传统环境更加方便容易。因此可以通过动态调整其系统规模来达到节能的目的。本文针对上述问题展开论述。由于虚拟内容交付网络的运行成本与副本功能的放置位置有直接关系。因此在本文第二章,作者研究了虚拟内容分发网络中的副本功能放置问题。作者将在虚拟的底层网络中部署内容分发网络的副本功能,以减小虚拟内容分发网络的运行成本。由于vCDN系统的运行成本主要由虚拟功能的放置位置决定,因此本章给出了基于谱聚类思想的虚拟功能放置算法:SC_CDN。在SC_CDN算法中,作者利用了谱聚类算法的思想将虚拟底层网络节点间的连接关系转化为节点间的相似度矩阵。然后利用谱聚类算法将底层拓扑进行子图划分,以确定每个副本功能的放置范围。最后枚举每个子图内的节点以找到最优的放置位置。这样可以有效的减小虚拟内容分发网络的运行成本。在本文第三章,虚拟内容分发网络的节能问题中,作者将通过动态的调整虚拟内容分发网络的系统规模以提高虚拟内容分发网络的能耗效率以达到节能的目的。在NFV环境中,虚拟内容分发网络是由部署在通用设备上的软件构成的。因此其操作较传统内容分发网络要更加灵活可靠。通过动态调整系统规模以适应流量的变化情况来节能变为了一个切实可行的方案。对此作者设计了基于时间序列预测算法的节能方案。在MFF算法中,首先统计了每个时间段内流量的最大值,然后利用线性时间序列预测模型ARIMA对其进行预测。最后根据流量预测值来提前部署下一个时间段所需的系统功能个数。此外,MFF算法还设计了冗余容量以提升vCDN系统的服务质量。通过上述方案可以有效的减少虚拟内容分发网络的能量消耗。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP393.02

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