本文關鍵詞： 網絡虛擬化 虛擬網絡映射 網絡重配置 能耗感知 負載均衡　出處：《山東師范大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來,隨著云計算技術快速地發(fā)展,互聯(lián)網業(yè)務數(shù)目與規(guī)模得到了空前的增長,傳統(tǒng)的互聯(lián)網結構面臨這隨之而來的一系列問題,其中網絡僵化問題尤為突出。如果采用以往的單純增加新的物理網絡設備來解決互聯(lián)網僵化問題,多數(shù)情況下會遇到兩方面困難:一方面是增加新的設備將會產生高昂的成本代價,因為新網絡設備的增加必然會改變現(xiàn)在的網絡架構,導致硬件(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)網業(yè)務具有多互聯(lián)網服務提供商(Internet Service Providers,ISPs),因此只有得到了原本網絡架構中每個ISP的一致同意,才能對現(xiàn)有的互聯(lián)網架構進行改變。正是因為上述因素,構建全新的互聯(lián)網架構的可行性就變得很低。為了解決互聯(lián)網所面臨的問題,網絡虛擬化(Network Virtualization,NV)發(fā)展迅速,成為解決網絡僵化相關問題的一個可行的方法。在網絡虛擬化技術的研究中,虛擬網絡映射(Virtual Network Embedding,VNE)是其研究的一個重要內容,即把多個不同的虛擬網絡請求(Virtual Network Request,VNR)映射到同一個底層物理網絡(Substrate Network,SN)上,共享SN上的資源。而如何有效地實現(xiàn)VNR映射到SN上成為網絡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,因為隨著已映射資源生存周期結束離開SN后底層網絡會出現(xiàn)許多碎片化的資源,導致底層網絡以后的接受率下降、負載率不均衡,開啟冗余的物理設備還會增加額外的能耗問題,因此就需要對已經映射的VNR進行有目的性的遷移,來達到接受率、負載率、能耗等指標的優(yōu)化。本文的主要研究內容包括:(1)設計實現(xiàn)了啟發(fā)式節(jié)能重配置算法HEARA,該算法是一種以節(jié)能為目標的算法,通過遷移負載小的物理設備上的虛擬節(jié)點或虛擬鏈路到負載較多但不超過總資源一定閾值的其他物理設備上,關閉或休眠零負載的物理設備來達到節(jié)能的目的,同時給遷移目標加一些限制條件也能夠兼顧到負載均衡以及接受率,此外,本文在鏈路映射時加入路徑切割算法。實驗表明,本文所提出的算法既能夠提升接受率,又能涉及負載均衡等其它性能指標,是一種新穎的節(jié)能算法。(2)考慮到網絡映射中的低接受率與不均衡的物理底層網絡負載,設計實現(xiàn)了一種在動態(tài)底層物理網絡環(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)點附近創(chuàng)建新的物理節(jié)點以及相關鏈路,然后尋找在瓶頸節(jié)點以及其他距離約束內負載率高于預設閾值的物理節(jié)點上的虛擬節(jié)點,比較遷移收益與成本之后再決定是否將這些虛擬節(jié)點遷移到新建的物理設備上。重復從創(chuàng)建節(jié)點開始的過程,直到負載率低于預設閾值。實驗表明,通過對底層物理網絡的更新和對虛擬請求的重配置,提高了虛擬網絡的接受率以及物理底層網絡的負載均衡率。(3)將HEARA算法與DSNRA算法進行結合,在資源不足需要增加物理設備時優(yōu)先尋找是否有休眠的物理節(jié)點或者鏈路,將休眠的設備重新激活并進行相應的遷移來達到在比DSNRA算法能耗更低、比HEARA負載更均衡的情況下對各項指標的綜合優(yōu)化。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.01

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