多播虚拟网络映射算法研究

发布时间：2017-05-29 23:01

  本文关键词：多播虚拟网络映射算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：网络虚拟化技术将网络服务提供商所提供的服务抽象为各种异构的虚拟网络,并在底层基础设施网络上实现共存,从而解决了底层物理网络的僵化问题。虚拟网络映射作为网络虚拟化中的一个关键技术,其映射结果也直接影响着底层设施提供商与服务提供商的切身利益。虚拟网络映射即是把服务提供商所提交需求抽象为一个个虚拟的网络,并为各个虚拟节点与虚拟链路分配相应的物理资源(计算资源和带宽资源),这便是虚拟节点到底层基础设施节点的映射,以及虚拟链路到底层物理路径的映射过程。在当前网络服务多样化的时代下,具有多播特性的网络服务越来越多。所以本文研究了非确定性的多播虚拟网络的抗毁映射、单失效区域情况下的多播虚拟网络的抗毁映射以及负载预测的在线多播虚拟网络映射问题。首先,在非确定性多播虚拟网络的抗毁映射研究中,我们将多播虚拟网络的链路带宽需求总量抽象为相互独立的服从正态分布的随机变量,并在假定任意时刻只有一个物理服务器失效的情况下,设计了相应的启发式映射算法,即一种基于非确定性资源需求的多播虚拟网络的抗毁映射算法(the online survivable mapping for stochastic MVN requests:SM-SMVN)。算法中改进了传统的最小集合覆盖算法以实现多播虚拟网络的叶子节点映射,以实现叶子节点共享备份资源,然后根据叶子节点的映射,寻找根节点的映射物理节点。并且在映射过程中利用随机统计复用的策略分配链路带宽资源,从而提高物理资源利用率。其次,针对区域失效的映射场景,我们在第三章中将多个失效区域下的映射问题,分解为各个失效区域下的独立映射问题,根据这一思路,我们设计了SOUM*-M算法(Separate Optimization with Unconstrained Mapping for MVN),该算法为各个独立的失效区域下的多个映射整合为一个应对任意单个区域失效的抗毁映射。在第三章中我们针对多播虚拟网络,设计了一种不考虑生存性的映射(Non-survivable MVN request mapping:NSMVNM)策略。在针对各失效区域的映射中引入了资源共享策略,并利用最小成本集合覆盖算法,消除了冗余的映射。传统的在线虚拟网络映射处理中,映射过程往往对于映射不成功的请求选择丢弃,而且在映射时也只考虑当前时刻的负载均衡。所以在第四章中,我们针对传统方案的不足,提出了等待容忍(waiting-tolerant)和负载预测(load-prediction)策略,并将其引入了我们所设计的在线多播虚拟网络映射算法MVNE-WL(MVN embedding with waiting-tolerant and load-prediction)中。该算法,允许多播虚拟网络业务在映射失败时等待一段时间,并且考虑了未来一段时间的底层负载来实现负载均衡,从而提高底层资源利用率。
【关键词】：多播虚拟网络 抗毁性 区域失效 等待容忍 负载预测
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 云计算应用背景16-19
• 1.1.1 云计算研究背景16-17
• 1.1.2 云计算结构17-19
• 1.2 网络虚拟化19-21
• 1.2.1 网络虚拟化研究背景19-20
• 1.2.2 网络虚拟化环境20-21
• 1.3 虚拟网络映射21-23
• 1.3.1 主要问题及研究现状21-22
• 1.3.2 虚拟网络映射算法22-23
• 1.4 多播虚拟网络23
• 1.5 本文主要贡献和内容安排23-25
• 第二章 非确定性多播虚拟网络的抗毁映射算法研究25-46
• 2.1 研究现状25-26
• 2.2 问题描述26-30
• 2.2.1 多播虚拟网络请求26-27
• 2.2.2 底层基础设施网络27-28
• 2.2.3 随机链路封装28-29
• 2.2.4 抗毁性多播虚拟网络映射29-30
• 2.3 映射算法描述30-37
• 2.3.1 非确定性多播虚拟网络抗毁映射算法31-32
• 2.3.2 单个MVN请求抗毁映射算法32-35
• 2.3.3 改进的最小集合覆盖算法35-37
• 2.3.4 SMMVN算法中的时延窗37
• 2.4 仿真结果与分析37-45
• 2.4.1 仿真环境设置38-39
• 2.4.2 性能指标39
• 2.4.3 仿真实验与结果分析39-45
• 2.5 本章小结45-46
• 第三章 单失效区域下多播虚拟网络的抗毁映射算法研究46-63
• 3.1 研究现状46-47
• 3.2 问题描述47-51
• 3.2.1 MVN请求47-48
• 3.2.2 底层物理网络48
• 3.2.3 区域性失效48-49
• 3.2.4 单失效区域下的MVN映射49-50
• 3.2.5 资源共享50-51
• 3.3 单失效区域下的抗毁映射算法51-57
• 3.3.1 非生存性的多播虚拟网络映射算法52-54
• 3.3.2 抗毁MVN映射算法54-55
• 3.3.3 最小成本集合覆盖算法55-56
• 3.3.4 NSMVNM算法的改进56-57
• 3.4 仿真结果与分析57-62
• 3.4.1 仿真环境设置57-58
• 3.4.2 性能指标58
• 3.4.3 仿真实验与结果分析58-62
• 3.5 本章小结62-63
• 第四章 在线多播虚拟网络的负载预测映射算法研究63-81
• 4.1 研究现状63-64
• 4.2 问题描述64-69
• 4.2.1 MVN请求64-65
• 4.2.2 底层物理网络65
• 4.2.3 等待容忍策略65-66
• 4.2.4 负载预测的负载均衡策略66-68
• 4.2.5 在线多播虚拟网络映射问题68-69
• 4.3 在线多播虚拟网络的负载预测映射算法69-73
• 4.3.1 MVNE-WL算法70-71
• 4.3.2 WT-Procedure算法71-72
• 4.3.3 NSMVNM算法引用72-73
• 4.4 仿真结果与分析73-80
• 4.4.1 仿真环境设置73-74
• 4.4.2 性能指标74-75
• 4.4.3 仿真实验与结果分析75-80
• 4.5 本章小结80-81
• 第五章 全文总结与展望81-84
• 5.1 全文研究内容总结81-83
• 5.2 未来工作展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-89
• 攻硕期间取得的研究成果89-90

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王洪峰;陈立勇;;云计算环境下基于张量分解的缺失关联规则挖掘算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2015年03期

2 陈冬林;姚梦迪;吕秋云;;云联盟环境下跨数据中心的资源调度系统构建[J];计算机工程与设计;2015年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 吕秋云;云计算联盟资源调度方法研究[D];武汉理工大学;2013年

2 赵琳琳;云存储模拟器及资源管理策略研究[D];华南理工大学;2014年

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本文编号：405836