数据中心光网络多维协同的资源优化技术研究
发布时间：2021-05-16 05:20
随着互联网流量的指数式增长,新型应用和业务层出不穷,如视频会议、虚拟现实、全息通话、大数据、云计算等。这些高带宽、低时延、高可靠的应用使现有承载网和数据中心面临严峻的挑战。一方面,通信运营商通过不断对通信网络进行扩容和对数据中心进行扩建升级,从设备层面提升对新兴业务的承载能力,但是也引入了巨大的成本开支;另一方面,无论是现有网络还是新建网络,对网络中的资源进行合理优化和灵活调度,提升资源的使用效率,改善网络性能,从而为更多的用户提供服务,也是行之有效的一种方法。此外,随着自然灾害和人为灾难的频发,网络的抗毁能力,亦即生存性也是网络运维中需要考虑的重点问题,尤其在光网络中,任何单光纤故障都可能造成无法计量的数据和经济损失。因此,如何提升数据中心光网络的资源使用效率,保障网络的生存性需求,是通信运营商和服务提供商广泛关注的问题。本论文以数据中心光网络中多维协同的资源优化技术为核心,对不同维度、不同类型的业务进行针对性优化,旨在提升数据中心光网络对多类型业务的承载能力及网络中带宽资源、存储资源等的使用效率,改善网络的性能,同时保证业务的特有属性要求,如高可靠（即高生存性）、低时延等。本论文的...
【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】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 数据中心光网络的发展现状与面临的挑战
1.1.1 数据中心网络架构及资源分配优化技术现状
1.1.2 数据中心光网络中差异化业务需求分析
1.1.3 面临的挑战
1.2 数据中心光网络中资源优化的关键问题
1.2.1 具有生存性需求的业务服务问题
1.2.2 多维业务并存场景下的多播业务光树构建问题
1.2.3 内容联通网络中频谱资源和存储资源的协同优化问题
1.2.4 虚拟网络功能映射和规划问题
1.3 研究现状
1.3.1 国外相关研究
1.3.2 国内相关研究
1.4 本论文主要工作与论文组成
1.4.1 主要工作
1.4.2 论文主要创新点
1.4.3 论文组成
参考文献
第二章 数据中心光网络协同优化的分类和意义
2.1 背景分析
2.2 频谱资源与业务类型的协同优化问题
2.3 频谱资源与存储资源的协同优化问题
2.4 频谱资源与计算资源的协同优化问题
2.5 协同优化的意义
2.6 本章小结
参考文献
第三章 频谱资源与业务类型的协同优化
3.1 数据中心光网络中的多维业务模型
3.1.1 基于分布式子光树的多播业务服务模式
3.1.2 多播业务的生存性需求
3.2 面向多维业务并存的资源协同优化策略
3.2.1 基于段保护的资源优化策略(SP-DLT)
3.2.2 基于路径保护的资源优化策略(PDSLT-SP)
3.3 仿真实验和结果分析
3.3.1 SP-DLT性能评估
3.3.2 PDSLT-SP策略性能评估
3.4 本章小结
参考文献
第四章 频谱资源与存储资源的协同优化
4.1 基于内容联通的多路径保护策略
4.1.1 基于内容联通的多路径保护策略(MPCC)
4.1.2 内容动态调整策略(DCP)
4.1.3 MPCC的整数线性规划模型
4.1.4 基于DCP策略的MPCC启发式算法
4.2 网络变化自适应的动态内容调整策略(LE-DCR)
4.3 仿真实验和结果分析
4.3.1 MPCC ILP结果分析
4.3.2 动态业务场景下的MPCC策略结果分析
4.3.3 LE-DCR策略性能评估
4.4 本章小结
参考文献
第五章 频谱资源与计算资源的协同优化
5.1 请求自适应的低时延VNF部署和规划策略(DA-VNFPS)
5.2 基于多路径保护的生存性VNF部署和规划策略(MP-VPS)
5.2.1 策略概述
5.2.2 MP-VPS的ILP模型和启发式算法
5.3 面向公有云的低成本VNF部署和规划策略(CE-VPS)
5.3.1 业务模型和策略概述
5.3.2 CE-VPS策略的MILP模型及启发式算法
5.4 仿真实验和结果
5.4.1 DA-VNFPS性能评估
5.4.2 MP-VPS性能评估
5.4.3 CE-VPS性能评估
5.5 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 未来展望
附录 缩略语表
致谢
攻读博士期间取得的学术成果列表
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据中心网络的研究进展与趋势[J]. 李丹,陈贵海,任丰原,蒋长林,徐明伟. 计算机学报. 2014(02)
[2]自动交换光网络的生存性及保护恢复[J]. 霍晓莉. 电信科学. 2003(08)
博士论文
[1]面向数据中心光互联的软件定义组网与集成控制研究[D]. 杨辉.北京邮电大学 2014
[2]频谱灵活全光网中资源分配与优化关键技术研究[D]. 王颖.北京邮电大学 2012
本文编号：3189054
【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】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 数据中心光网络的发展现状与面临的挑战
1.1.1 数据中心网络架构及资源分配优化技术现状
1.1.2 数据中心光网络中差异化业务需求分析
1.1.3 面临的挑战
1.2 数据中心光网络中资源优化的关键问题
1.2.1 具有生存性需求的业务服务问题
1.2.2 多维业务并存场景下的多播业务光树构建问题
1.2.3 内容联通网络中频谱资源和存储资源的协同优化问题
1.2.4 虚拟网络功能映射和规划问题
1.3 研究现状
1.3.1 国外相关研究
1.3.2 国内相关研究
1.4 本论文主要工作与论文组成
1.4.1 主要工作
1.4.2 论文主要创新点
1.4.3 论文组成
参考文献
第二章 数据中心光网络协同优化的分类和意义
2.1 背景分析
2.2 频谱资源与业务类型的协同优化问题
2.3 频谱资源与存储资源的协同优化问题
2.4 频谱资源与计算资源的协同优化问题
2.5 协同优化的意义
2.6 本章小结
参考文献
第三章 频谱资源与业务类型的协同优化
3.1 数据中心光网络中的多维业务模型
3.1.1 基于分布式子光树的多播业务服务模式
3.1.2 多播业务的生存性需求
3.2 面向多维业务并存的资源协同优化策略
3.2.1 基于段保护的资源优化策略(SP-DLT)
3.2.2 基于路径保护的资源优化策略(PDSLT-SP)
3.3 仿真实验和结果分析
3.3.1 SP-DLT性能评估
3.3.2 PDSLT-SP策略性能评估
3.4 本章小结
参考文献
第四章 频谱资源与存储资源的协同优化
4.1 基于内容联通的多路径保护策略
4.1.1 基于内容联通的多路径保护策略(MPCC)
4.1.2 内容动态调整策略(DCP)
4.1.3 MPCC的整数线性规划模型
4.1.4 基于DCP策略的MPCC启发式算法
4.2 网络变化自适应的动态内容调整策略(LE-DCR)
4.3 仿真实验和结果分析
4.3.1 MPCC ILP结果分析
4.3.2 动态业务场景下的MPCC策略结果分析
4.3.3 LE-DCR策略性能评估
4.4 本章小结
参考文献
第五章 频谱资源与计算资源的协同优化
5.1 请求自适应的低时延VNF部署和规划策略(DA-VNFPS)
5.2 基于多路径保护的生存性VNF部署和规划策略(MP-VPS)
5.2.1 策略概述
5.2.2 MP-VPS的ILP模型和启发式算法
5.3 面向公有云的低成本VNF部署和规划策略(CE-VPS)
5.3.1 业务模型和策略概述
5.3.2 CE-VPS策略的MILP模型及启发式算法
5.4 仿真实验和结果
5.4.1 DA-VNFPS性能评估
5.4.2 MP-VPS性能评估
5.4.3 CE-VPS性能评估
5.5 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 未来展望
附录 缩略语表
致谢
攻读博士期间取得的学术成果列表
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据中心网络的研究进展与趋势[J]. 李丹,陈贵海,任丰原,蒋长林,徐明伟. 计算机学报. 2014(02)
[2]自动交换光网络的生存性及保护恢复[J]. 霍晓莉. 电信科学. 2003(08)
博士论文
[1]面向数据中心光互联的软件定义组网与集成控制研究[D]. 杨辉.北京邮电大学 2014
[2]频谱灵活全光网中资源分配与优化关键技术研究[D]. 王颖.北京邮电大学 2012
本文编号：3189054
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3189054.html
