云计算数据中心带宽资源的分配策略研究

发布时间：2017-08-30 03:28

  本文关键词：云计算数据中心带宽资源的分配策略研究

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【摘要】：云计算技术的兴起和发展极大地改变了人们获取资源的方式。各大互联网公司依托于云计算,选择将自身的服务部署到云中,为用户提供无所不在的接入。作为云计算的承载实体,数据中心中管理众多资源,如计算资源、存储资源以及带宽资源。针对计算资源,存储资源,数据中心服务提供商根据租户付费多少决定资源分配的数量。与之不同,对于带宽资源的分配,数据中心采用“尽力而为”的方式。云计算数据中心针对带宽资源的这种分配方式,不能够提供租户以及虚拟机这一层的带宽性能隔离。这导致了租户以及虚拟机之间带宽服务性能的相互干扰。另外,数据中心内部租户带宽需求的变化将会引发带宽再分配,进而导致不同租户虚拟机在带宽再分配过程中出现带宽抖动的问题,这也将严重影响带宽性能。针对上述情况,现有的一些解决方案从两个方面来提升租户或者是虚拟机的带宽性能隔离,一是在虚拟机这一层保证基本的带宽需求,另一方面在租户或者是虚拟机这一层进行带宽的按比例分配。基于上述研究,本文的主要贡献如下:(1)在对云计算数据中心带宽资源分配策略充分调研的基础上,对各类带宽分配策略进行总结分析,并指出它们缺少对于带宽再分配过程中带宽抖动问题的限制.(2)针对数据中心现有带宽分配策略不能保证带宽性能以及带宽抖动问题,通过提出带宽分配满意度参数以及带宽抖动控制参数,对现有数据中心带宽分配问题进行建模,将带宽再分配过程中抖动范围由10%降低到5%.(3)针对上述带宽分配模型,基于“几何-算术”均值不等式,提出多阶段带宽分配算法求解带宽分配问题,从而将带宽分配问题的求解时间由O(2)降低为O(nlogn).
【关键词】：云计算数据中心带宽分配带宽抖动 可预测性性能
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 引言9-21
• 1.1 课题背景与意义9-15
• 1.1.1 云计算定义9-10
• 1.1.2 云计算架构10-11
• 1.1.3 云计算商业模式11-13
• 1.1.4 数据中心13-15
• 1.2 带宽分配问题研究现状15-17
• 1.3 研究问题描述17-18
• 1.4 研究的难点18-20
• 1.5 论文主要贡献20
• 1.6 论文结构20-21
• 第2章 相关工作21-33
• 2.1 可预测带宽性能保证21-30
• 2.1.1 预留带宽21-26
• 2.1.2 带宽按比例分配26-28
• 2.1.3 其他分配模型28-30
• 2.2 方法综述30-31
• 2.3 本章小结31-33
• 第3章 模型建立33-45
• 3.1 数据中心架构33-35
• 3.2 多路径传输协议35-36
• 3.3 Hose-model36-37
• 3.4 带宽分配建模37-44
• 3.4.1 场景描述37-38
• 3.4.2 对象描述38-40
• 3.4.3 满意度定义40-41
• 3.4.4 条件限制41-42
• 3.4.5 模型建立42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 算法设计45-57
• 4.1 模型分析45-47
• 4.2 算法设计47-55
• 4.2.1 接入控制算法48-49
• 4.2.2 带宽分配算法49-55
• 4.3 算法性能分析55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 实验设计57-65
• 5.1 实验环境搭建57-59
• 5.2 实验概述59-61
• 5.3 实验结果分析61-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第6章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 下一步工作及展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-72
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果72

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本文编号：757029