本文關鍵詞：支持云計算的帶寬資源優(yōu)化技術研究

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【摘要】：隨著信息技術的飛速發(fā)展,計算模式從自組織的大型處理機逐漸演變成按需處理的云計算。越來越多的大型公司開始為租戶提供遷移服務和應用到公共云平臺的機會,如亞馬遜,微軟,谷歌等。如今許多大型云提供商擁有數(shù)千個租戶,其中每個租戶的虛擬機數(shù)量從十幾個到上千個不等,這些虛擬機之間的流量請求是時刻變化的,使得數(shù)據(jù)中心在每秒中需要傳輸數(shù)千萬流量。由于云計算網(wǎng)絡勢不可擋的增長需求,需要進一步研究云計算中的帶寬資源優(yōu)化問題。常用的帶寬分配方式是靜態(tài)預留,即在租戶購買虛擬機之初分配了固定的帶寬,沒有充分利用租戶的閑置帶寬,考慮到數(shù)據(jù)中心流量天然的突發(fā)性,只使用靜態(tài)預留帶寬會使得網(wǎng)絡平均使用率變得非常低。另一方面,擁塞鏈路會導致通信速率變慢,使得租戶的SLA無法得到滿足,且需要為租用更長時間的虛擬機支付更多的費用,可以發(fā)現(xiàn)如果云服務商能避免鏈路發(fā)生擁塞,就能明顯增加服務商的利潤并改善租戶的應用性能。鑒于上述問題,本文首先研究了空閑帶寬管理問題�？紤]到自私的租戶是不愿意無償提供資源的,本文提出了一種基于逆向拍賣的空閑帶寬管理機制,使得租戶自愿出售空閑帶寬給云服務商,同時云服務商能分配空閑的帶寬,以此提高網(wǎng)絡使用率,該機制實現(xiàn)了云服務商和租戶的雙贏,既提高了云服務商的網(wǎng)絡使用率,又增加了租戶的收益。除此之外,為了保證租戶之間的公平性,本文引入了拍賣中的誠實性特點,并最終證明了該方法是誠實的。同時為了解決當前云計算帶寬資源分配中的網(wǎng)絡擁塞問題,本文提出了一種基于擁塞避免的帶寬分配方法。該方法可分為兩個階段,首先為租戶預留其所需的最小帶寬,保障租戶的應用不被中斷。為了避免租戶隱瞞真實需求,本文要求租戶支付額外的最小帶寬預留費用,使得租戶只能提出實際所需的最小帶寬值。然后將鏈路按照擁塞可能性的大小進行升序排序,優(yōu)先給租戶分配發(fā)生擁塞可能性較小的鏈路。此外,如果某條鏈路發(fā)生了擁塞,可以選擇合適的租戶遷移到非擁塞的鏈路上。
【關鍵詞】：云計算 帶寬分配 逆向拍賣 擁塞避免
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.06
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 問題背景10-12
• 1.2 研究工作12-13
• 1.3 論文結構13-15
• 第二章 云計算帶寬分配的研究現(xiàn)狀15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 帶寬分配的要求15-23
• 2.2.1 最小帶寬保證16-20
• 2.2.2 網(wǎng)絡比例性20-21
• 2.2.3 高利用率21-23
• 2.3 本章小結23-24
• 第三章 基于逆向拍賣的空閑帶寬管理方法24-35
• 3.1 引言24-25
• 3.2 研究動機25-26
• 3.3 逆向拍賣模型26-29
• 3.3.1 模型概述27-28
• 3.3.2 逆向拍賣的誠實性28-29
• 3.4 基于逆向拍賣的空閑帶寬管理29-33
• 3.4.1 空閑帶寬管理方法30-31
• 3.4.2 誠實性分析31-33
• 3.5 本章小結33-35
• 第四章 基于擁塞避免的帶寬分配方法35-46
• 4.1 引言35-36
• 4.2 研究動機36-37
• 4.3 方案概述37-38
• 4.4 系統(tǒng)建模38-39
• 4.5 基于擁塞避免的帶寬分配39-45
• 4.5.1 階段1：最小帶寬預留39-41
• 4.5.2 階段2：擁塞避免分配41-44
• 4.5.3 論分析44-45
• 4.6 本章小結45-46
• 第五章 實驗評估與分析46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 基于逆向拍賣的空閑帶寬管理方法的實驗分析46-49
• 5.2.1 實驗部署46-47
• 5.2.2 實驗結果及分析47-49
• 5.3 基于擁塞避免的帶寬分配方法的實驗分析49-53
• 5.3.1 實驗部署49-50
• 5.3.2 實驗結果及分析50-53
• 5.4 本章小結53-54
• 第六章 結束語54-56
• 6.1 本文成果54-55
• 6.2 未來展望55-56
• 參考文獻56-63
• 致謝63-64
• 附錄64-65
• 附錄A 攻讀碩士學位期間參加的科研項目64
• 附錄B 攻讀碩士學位期間申請的專利64-65

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本文編號：1001291