数据中心网络资源管理及调度技术研究

发布时间：2021-05-16 09:54

　　云计算的本质是通过对以数据中心为核心的基础设施资源进行共享复用,向用户提供按需计费（pay-as-you-go）的服务。云数据中心横向扩展（sacle-out）、虚拟化和支持多租户等特征,对数据中心网络资源的管理及调度提出了新的要求,如何在云计算环境下提高数据中心网络资源的利用率,降低数据中心网络运维成本是亟待解决的难题。数据中心网络资源的共享暴露出一个严峻的问题是,不同的虚拟机租户为了提高应用的性能,会竞争使用数据中心网络资源,这不仅会干扰其他租户应用的正常运行,还会影响整个数据中心的运营效率。此外,数据中心之间的网络链路也是由多个租户共享,不同的数据中心间网络资源分配及数据传输调度方式也会对数据中心的管理效率和运维成本产生影响。再者,由于数据中心的地理分散性,不同地区的数据中心电力成本和网络带宽接入成本存在差异,如何在保证用户请求响应延时要求的前提下,降低数据中心的运维成本也是需要考虑的问题。因此,需要对数据中心网络资源进行有效的管理及调度,通过业务隔离,带宽分配,请求调度等方式保证数据中心网络服务质量,提高数据中心网络资源使用效率,以及优化数据中心运维成本。针对数据中心网络资源的... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 论文的课题来源
    1.3 研究内容及贡献
    1.4 论文结构及安排
    参考文献
第二章 相关研究综述
    2.1 云数据中心网络相关技术概述
        2.1.1 云数据中心概述
        2.1.2 云数据中心网络
        2.1.3 数据中心互联网络
    2.2 数据中心网络资源管理及调度技术综述
        2.2.1 数据中心网络带宽分配技术
        2.2.2 跨数据中心的网络带宽分配
        2.2.3 跨数据中心的数据传输调度
        2.2.4 数据中心用户请求调度技术
    参考文献
第三章 数据中心网络带宽分配方法研究
    3.1 引言
    3.2 系统框架概述
        3.2.1 数据中心网络拓扑
        3.2.2 中央管理单元
        3.2.3 虚拟交换单元
    3.3 问题建模
        3.3.1 数据中心网络模型
        3.3.2 应用效能函数构造
        3.3.3 带宽分配问题形式化
    3.4 基于应用效能的带宽分配方法
        3.4.1 基于NSGA-Ⅱ的多目标优化
        3.4.2 基于多属性决策的解的精炼
        3.4.3 关于方法具体实现问题的讨论
    3.5 实验仿真及结果分析
        3.5.1 参数设置
        3.5.2 结果分析
    3.6 本章小结
    参考文献
第四章 跨数据中心的网络带宽分配方法研究
    4.1 引言
    4.2 问题建模
        4.2.1 数据中心互联网络模型
        4.2.2 最大最小公平性
        4.2.3 最大化问题形式化
        4.2.4 最大最小公平问题形式化
    4.3 最大最小公平的网络带宽分配算法
        4.3.1 最大化带宽分配算法
        4.3.2 最大最小公平带宽分配算法
        4.3.3 算法的正确性和复杂度分析
    4.4 实验仿真及结果分析
        4.4.1 参数设置
        4.4.2 结果分析
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 数据中心间数据传输调度方法研究
    5.1 引言
    5.2 问题建模
        5.2.1 基于层次分析法的属性权重分析
        5.2.2 基于信息熵理论的属性权重设置
        5.2.3 基于时间扩展图的互联网络建模
    5.3 基于多属性信息的数据传输调度方法
        5.3.1 原始的存储转发方法
        5.3.2 基于单一属性的存储转发
        5.3.3 基于多属性信息的存储转发
        5.3.4 算法时间复杂度分析
    5.4 仿真实验及结果分析
        5.4.1 参数设置
        5.4.2 结果分析
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 数据中心用户请求调度方法研究
    6.1 引言
    6.2 问题建模
        6.2.1 用户请求调度模型
        6.2.2 电力和带宽成本建模
        6.2.3 用户请求调度问题形式化
    6.3 带宽和电力成本优化的用户请求调度算法
        6.3.1 基于Lyapunov优化框架的算法描述
        6.3.2 算法的优化性能边界分析
    6.4 仿真实验及结果分析
        6.4.1 参数设置
        6.4.2 结果分析
    6.5 本章小结
    参考文献
第七章 总结和展望
附录 缩略语表
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]Allocating Bandwidth in Datacenter Networks: A Survey[J]. 陈丽,李葆春,李波.  Journal of Computer Science & Technology. 2014(05)



本文编号：3189483