發(fā)布時間：2018-02-22 03:57

  本文關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)虛擬化 虛擬網(wǎng)絡(luò)映射 網(wǎng)絡(luò)重配置 能耗感知 負(fù)載均衡　出處：《山東師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,隨著云計算技術(shù)快速地發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)目與規(guī)模得到了空前的增長,傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)面臨這隨之而來的一系列問題,其中網(wǎng)絡(luò)僵化問題尤為突出。如果采用以往的單純增加新的物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來解決互聯(lián)網(wǎng)僵化問題,多數(shù)情況下會遇到兩方面困難:一方面是增加新的設(shè)備將會產(chǎn)生高昂的成本代價,因?yàn)樾戮W(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增加必然會改變現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),導(dǎo)致硬件(路由器等)、軟件發(fā)生根本性變化;另一方面,由于現(xiàn)在的很多互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)具有多互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(Internet Service Providers,ISPs),因此只有得到了原本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中每個ISP的一致同意,才能對現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行改變。正是因?yàn)樯鲜鲆蛩?構(gòu)建全新的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的可行性就變得很低。為了解決互聯(lián)網(wǎng)所面臨的問題,網(wǎng)絡(luò)虛擬化(Network Virtualization,NV)發(fā)展迅速,成為解決網(wǎng)絡(luò)僵化相關(guān)問題的一個可行的方法。在網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的研究中,虛擬網(wǎng)絡(luò)映射(Virtual Network Embedding,VNE)是其研究的一個重要內(nèi)容,即把多個不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)請求(Virtual Network Request,VNR)映射到同一個底層物理網(wǎng)絡(luò)(Substrate Network,SN)上,共享SN上的資源。而如何有效地實(shí)現(xiàn)VNR映射到SN上成為網(wǎng)絡(luò)虛擬化中面臨的一個重要挑戰(zhàn)。如今,僅考慮如何映射還不夠,因?yàn)殡S著已映射資源生存周期結(jié)束離開SN后底層網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)許多碎片化的資源,導(dǎo)致底層網(wǎng)絡(luò)以后的接受率下降、負(fù)載率不均衡,開啟冗余的物理設(shè)備還會增加額外的能耗問題,因此就需要對已經(jīng)映射的VNR進(jìn)行有目的性的遷移,來達(dá)到接受率、負(fù)載率、能耗等指標(biāo)的優(yōu)化。本文的主要研究內(nèi)容包括:(1)設(shè)計實(shí)現(xiàn)了啟發(fā)式節(jié)能重配置算法HEARA,該算法是一種以節(jié)能為目標(biāo)的算法,通過遷移負(fù)載小的物理設(shè)備上的虛擬節(jié)點(diǎn)或虛擬鏈路到負(fù)載較多但不超過總資源一定閾值的其他物理設(shè)備上,關(guān)閉或休眠零負(fù)載的物理設(shè)備來達(dá)到節(jié)能的目的,同時給遷移目標(biāo)加一些限制條件也能夠兼顧到負(fù)載均衡以及接受率,此外,本文在鏈路映射時加入路徑切割算法。實(shí)驗(yàn)表明,本文所提出的算法既能夠提升接受率,又能涉及負(fù)載均衡等其它性能指標(biāo),是一種新穎的節(jié)能算法。(2)考慮到網(wǎng)絡(luò)映射中的低接受率與不均衡的物理底層網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,設(shè)計實(shí)現(xiàn)了一種在動態(tài)底層物理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的的重配置算法DSNRA。該算法主要思路為:在瓶頸物理節(jié)點(diǎn)附近創(chuàng)建新的物理節(jié)點(diǎn)以及相關(guān)鏈路,然后尋找在瓶頸節(jié)點(diǎn)以及其他距離約束內(nèi)負(fù)載率高于預(yù)設(shè)閾值的物理節(jié)點(diǎn)上的虛擬節(jié)點(diǎn),比較遷移收益與成本之后再決定是否將這些虛擬節(jié)點(diǎn)遷移到新建的物理設(shè)備上。重復(fù)從創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)開始的過程,直到負(fù)載率低于預(yù)設(shè)閾值。實(shí)驗(yàn)表明,通過對底層物理網(wǎng)絡(luò)的更新和對虛擬請求的重配置,提高了虛擬網(wǎng)絡(luò)的接受率以及物理底層網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡率。(3)將HEARA算法與DSNRA算法進(jìn)行結(jié)合,在資源不足需要增加物理設(shè)備時優(yōu)先尋找是否有休眠的物理節(jié)點(diǎn)或者鏈路,將休眠的設(shè)備重新激活并進(jìn)行相應(yīng)的遷移來達(dá)到在比DSNRA算法能耗更低、比HEARA負(fù)載更均衡的情況下對各項(xiàng)指標(biāo)的綜合優(yōu)化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.01

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本文編號：1523582