一种带扰动的虚拟数据中心网络嵌入算法

发布时间：2017-03-30 14:08

  本文关键词：一种带扰动的虚拟数据中心网络嵌入算法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要针对多路径网络中的虚拟数据中心嵌入问题进行了分析解决,主要贡献在于首次针对多根树形网络上的虚拟数据中心嵌入问题提出了一种局部最优的解决方案,并首次提出了一种可应用于一般网络的启发式虚拟数据中心嵌入算法。本文首先将虚拟数据中心网络的嵌入问题划分为两个子问题,即虚拟机的放置方案和通信流量的路由方案。本文基于对通信带宽的约束建立了相关的线性规划,并对原线性规划进行了对偶及处理,再借助于穷举搜索给出的虚拟机放置方案,提出了多根树形网络中虚拟数据中心网络嵌入的一种通用思路,即基于线性规划的穷举搜索方法。通过对线性规划目标函数的设置,算法提供了虚拟数据中心嵌入问题的一种局部最优的解决方案。为了降低基于线性规划的穷举搜索算法的复杂度,本文又提出一种带扰动的启发式算法。其主要按照分布放置虚拟机的思路,在每一次虚拟机配置方案作出更新后,对整个网络链路的拥塞情况作出检查并通过扰动消除拥塞。据此本文分别提出了基于负载均衡的多路径路由扰动算法和基于单路径路由的扰动算法。其后,本文又将多根树形网络中的扰动算法拓展至一般网络中,并应用于几种典型的数据中心网络中。本文对几种嵌入算法进行了实验仿真,涵盖了静态仿真和动态仿真两种不同的仿真模式以及不同的基层网络拓扑。仿真结果显示,本文所提出的负载均衡的多路径路由启发式扰动算法,能在大大降低基于线性规划的穷举搜索的时间复杂度的前提下,得到接近局部最优的算法性能,在嵌入效果和算法复杂度之间提供了折中选择。
【关键词】：虚拟数据中心 启发式算法 嵌入 扰动
【学位授予单位】：上海交通大学
【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
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.1 虚拟数据中心模型研究11-12
• 1.2.2 虚拟数据中心嵌入算法研究12
• 1.3 本文主要贡献与内容12-14
• 第二章 问题描述14-25
• 2.1 虚拟数据中心请求模型14-15
• 2.2 基层数据中心网络结构15-22
• 2.2.1 Fat-Tree拓扑网络17-18
• 2.2.2 VL2拓扑网络18-19
• 2.2.3 BCube拓扑网络19-20
• 2.2.4 DCell拓扑网络20-22
• 2.2.5 多根节点树形网络22
• 2.3 嵌入问题描述22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 基于线性规划的穷举搜索算法25-30
• 3.1 虚拟机的分配25
• 3.2 通信流量的路由25-28
• 3.3 整体算法28
• 3.4 本章小结28-30
• 第四章 带扰动的启发式嵌入算法30-38
• 4.1 负载均衡的多路径扰动算法30-36
• 4.2 单路径扰动算法36-37
• 4.3 本章小结37-38
• 第五章 扰动算法在一般网络中的拓展38-47
• 5.1 一般网络中的多路径扰动算法38-45
• 5.1.1 K-最短路径算法39-42
• 5.1.2 流量路由算法42
• 5.1.3 扰动函数42-45
• 5.2 一般网络的单路径扰动算法45
• 5.3 典型数据中心网络中的嵌入45-46
• 5.4 本章小结46-47
• 第六章 仿真实验及结果分析47-57
• 6.1 静态仿真47-54
• 6.1.1 多根树形网络47-51
• 6.1.2 数据中心网络51-54
• 6.2 动态仿真54-56
• 6.3 本章小结56-57
• 第七章 全文总结与展望57-59
• 7.1 全文内容总结57-58
• 7.2 后续工作展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况63-65

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本文编号：277301