本文關(guān)鍵詞：基于OpenFlow網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器負(fù)載均衡技術(shù)研究

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【摘要】：數(shù)據(jù)中心作為互聯(lián)網(wǎng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施,承擔(dān)著數(shù)據(jù)存儲、計算和傳輸?shù)戎匾蝿?wù)。數(shù)據(jù)中心內(nèi)集中放置了各種關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng),如:搜索服務(wù),分布式數(shù)據(jù)庫,web服務(wù)等。豐富的應(yīng)用服務(wù)使數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷擴(kuò)大,復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù),以集群通信為主的通信模式給數(shù)據(jù)中心內(nèi)部服務(wù)器的處理能力和網(wǎng)絡(luò)傳輸能力帶來了極大的挑戰(zhàn)。單純采用價格昂貴的高性能服務(wù)器和高端交換機(jī)而沒有合理的資源管理分配策略,容易造成系統(tǒng)資源和網(wǎng)絡(luò)資源的浪費,且提高了數(shù)據(jù)中心的維護(hù)成本。虛擬化技術(shù)在一定程度上可以解決上述問題。通過采用虛擬機(jī)遷移技術(shù),從而充分利用了服務(wù)器上的物理資源,達(dá)到服務(wù)器間負(fù)載均衡目的。但是虛擬機(jī)遷移的同時會導(dǎo)致相關(guān)網(wǎng)絡(luò)流量傳輸路徑的變化,而這種變化容易使得網(wǎng)絡(luò)中某些鏈路發(fā)生擁塞,從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失、傳輸時延長等問題,進(jìn)而影響應(yīng)用程序的性能。因此,如何通過虛擬機(jī)遷移技術(shù)保證服務(wù)器負(fù)載均衡的同時,保證應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量,成為亟待解決的問題。本文研究基于OpenFlow網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合負(fù)載均衡策略。OpenFlow協(xié)議支持對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)流的配置和管理,監(jiān)控它們的運(yùn)行狀態(tài),其集中式網(wǎng)絡(luò)管理彌補(bǔ)了傳統(tǒng)分布式網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜的不足。本文首先介紹了虛擬機(jī)遷移技術(shù)的原理及應(yīng)用、SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和OpenFlow協(xié)議的特點。然后,設(shè)計了基于OpenFlow網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器負(fù)載均衡框架,通過集中監(jiān)控物理服務(wù)器和虛擬機(jī)的資源使用情況,判斷物理主機(jī)是否過載;由OpenFlow控制器獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、鏈路可用帶寬等網(wǎng)絡(luò)資源使用情況,作為負(fù)載均衡算法的依據(jù);設(shè)計服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合負(fù)載均衡策略,策略包括探測過載物理主機(jī),選擇遷移虛擬機(jī),選擇目的主機(jī)三個方面,在選擇目的主機(jī)時,不僅考慮了物理服務(wù)器上資源的限制,還根據(jù)虛擬機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)帶寬和時延的不同需求而對網(wǎng)絡(luò)通信開銷進(jìn)行評估,避免虛擬機(jī)在遷移后由于服務(wù)器資源或網(wǎng)絡(luò)擁塞影響應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量。最后利用SDN網(wǎng)絡(luò)模擬實驗平臺Mininet自定義創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心拓?fù)?通過實驗對本文的OpenFlow負(fù)載均衡框架和服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合負(fù)載均衡算法進(jìn)行驗證,并與僅考慮服務(wù)器資源的貪心算法進(jìn)行比較,對提出的框架和算法的可行性和有效性進(jìn)行測試。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.05
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本文編號：1225476