基于节点聚类的数据中心虚拟网络匹配算法研究

发布时间：2017-08-23 10:09

  本文关键词：基于节点聚类的数据中心虚拟网络匹配算法研究

  更多相关文章： 数据中心 网络虚拟化技术 变分不等式 资源分配算法 负载均衡

【摘要】：随着现代社会的快速发展,计算机网络在近些年来有着迅猛的发展,互联网已经成为人们工作、生活和学习中不可或缺的一部分。互联网已经成为支撑现代社会经济发展、提高人们生活质量、加快科学技术发展的强有力支撑。然而随着用户数量的快速增加,互联网的压力随之越来越大,传统互联网架构出现越来越多的问题。当今“尽力而为”的互联网服务模型在安全性、稳定性和服务质量上都显得力不从心,而且存在着严峻的技术考验,这种思想严重影响了创新型网络技术的产生和发展,并没有在根本上解决当前互联网本身存在的缺陷和问题。面对这样的问题,近年来,数据中心正在逐渐成为信息系统的中心,为企业和用户的信息服务提供了良好的环境,各种规模的数据中心正大量涌现,电信行业、金融机构、政府机关等正在逐渐完善自己的数据中心,小型企业也在不断建设自己的数据中心。而且学术界和工业界也对数据中心网络虚拟化技术进行了广泛的关注。网络虚拟化技术允许在相同的底层设施上存在多重异构虚拟网络,它是由虚拟节点和虚拟链路构成的。由于底层物理网络具有可编程能力,虚拟网络可以在具有一定拓扑结构的底层物理网络上运行IP等协议。因此,网络虚拟化技术可以在理论上实现基于现有的网络来部署新的网络协议、网络架构和网络应用。网络虚拟化技术提供了向未来互联网演进的可行途径,是未来互联网应该具备的必不可少的一个功能特性,而且随着软件定义网络(Software Define Network,SDN)的逐渐发展和成熟,使得网络虚拟化的实现对物理网络设备的依赖不再那么强烈,因此网络虚拟化的“边界”也被大大提高。云计算的快速发展和网络运营商的大量需求需要底层数据中心的大力支持。因此,有效地利用底层资源并取得最大收益正成为运营商的目标。本文的目标是在数据中心网络虚拟化的过程中提供一个创新的资源分配算法,并以此来保证异构的数据中心的稳定性和可扩展性,并与此同时获得最佳的收益。在本文中,首先构建了一个基于变分不等式的网络虚拟化模型,它的目标是最大化长期平均收益,并确保底层物理网络的负载均衡。基于该变分不等式模型,提出了基于节点聚类的资源分配算法。最后,通过一系列模拟器对提出的算法与最近有代表性的资源分配算法进行了比较,模拟结果表明,它可以大大提高虚拟请求接受率,资源利用率和长期平均收益。
【关键词】：数据中心 网络虚拟化技术 变分不等式 资源分配算法 负载均衡
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP308
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文的主要工作14
• 1.4 论文的组织结构14-16
• 第2章 数据中心网络虚拟化技术16-30
• 2.1 数据中心网络的拓扑结构16-23
• 2.1.1 固定的基于树的拓扑结构17-19
• 2.1.2 固定的递归拓扑结构19-21
• 2.1.3 灵活的拓扑结构21-23
• 2.2 数据中心网络虚拟化23-29
• 2.2.1 数据中心网络虚拟化概述23-27
• 2.2.2 基于数学模型的资源匹配算法27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 基于变分不等式的数据中心网络虚拟化模型30-38
• 3.1 变分不等式概述30-31
• 3.2 变分不等式的应用分析31-35
• 3.3 基于变分不等式的数据中心网络虚拟化模型35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 基于节点聚类的数据中心虚拟网络匹配算法38-49
• 4.1 问题描述38-42
• 4.2 节点的构造42-44
• 4.3 节点聚类算法44-45
• 4.4 匹配算法45-48
• 4.4.1 节点匹配46-47
• 4.4.2 链路匹配47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 仿真实验与结果分析49-62
• 5.1 仿真环境介绍49
• 5.2 仿真实验设计49-50
• 5.3 实验对比及结果分析50-61
• 5.3.1 生存周期51-56
• 5.3.2 虚拟请求分类56-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 作者简介及在硕士期间取得的科研成果68-69
• 致谢69

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本文编号：724424