【摘要】：現(xiàn)有的虛擬機(jī)放置研究多以節(jié)能為目標(biāo),通過資源整合減少能源消耗,然而資源的過度聚合會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)性能。為此,研究網(wǎng)絡(luò)感知的虛擬機(jī)放置問題并分析相關(guān)影響因素,提出一種兩階段啟發(fā)式虛擬機(jī)放置算法。根據(jù)虛擬機(jī)之間的相似度進(jìn)行適當(dāng)聚合,以提高虛擬機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通信能力,減少數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)流量,同時(shí)根據(jù)聚合結(jié)果,利用改進(jìn)的背包算法在物理機(jī)之間合理分配虛擬機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與最佳適應(yīng)算法和隨機(jī)算法相比,該算法能更有效地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量分布,減少激活的物理機(jī)數(shù)量,降低能源開銷。
【圖文】：

澃atrixD;Initial簇?cái)?shù)K;InitialS［n］={－1};While讀取D中各元素dij的值dis［i］．distance=dij;dis［i］．row=i;dis［i］．col=j;Endwhile對(duì)dis降序排列;For(i=0;K≠0;i++){IfS［dis［i］．row］==－1＆＆S［dis［i］．col］==－1S［dis［i］．row］=dis［i］．row;S［dis［i］．col］=dis［i］．row;K－－;EndifIfS［dis［i］．row］==－1＆＆S［dis［i］．col］!=－1S［dis［i］．row］=dis［i］．col;K－－;ElseS［dis［i］．col］=dis［i］．row;K－－;Endif}EndforOutputS對(duì)于圖1所示的虛擬機(jī)之間的流量關(guān)系，利用VMA-TM算法可得到如圖2所示的虛擬機(jī)聚類結(jié)果。圖1虛擬機(jī)之間的流量關(guān)系圖2聚合后虛擬機(jī)之間的流量關(guān)系3．2改進(jìn)的二維費(fèi)用背包算法遍歷數(shù)組S，將S中經(jīng)過聚合的虛擬機(jī)放入向量VMlist，VMlist中的節(jié)點(diǎn)就是需要部署的全部虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)。可以看出:1)在VMlist中，越是靠前的節(jié)點(diǎn)，流量就越大;2)在VMlist中，每個(gè)vi的相鄰節(jié)點(diǎn)就是與其通信流量最大的虛擬機(jī)，與vi的距離越近，它們之間的通信流量就越大;越遠(yuǎn)，通信流量就越校采用多維背包算法把VMlist中不同的虛擬機(jī)部署到合適的物理機(jī)上。將每臺(tái)物理機(jī)看作一個(gè)背包，每個(gè)虛擬機(jī)看作一個(gè)物品。背包容量由相應(yīng)物理主機(jī)可用的內(nèi)存大小和CPU資源共同決定。每個(gè)物品有2種不同的費(fèi)用，用虛擬機(jī)對(duì)資源需求的CPU和內(nèi)存分別來(lái)表示。除此之外，每個(gè)物品還有一種價(jià)格，本文采用亞馬遜云服務(wù)的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［18］進(jìn)行參考。使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決該背包問題，由上述描述可知，該問題實(shí)質(zhì)是一個(gè)二維費(fèi)用背包問題。狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程可以表述如下:f［i］［v］［u］=max{f［i－1］［v］［u］，f［i－1］［v－a［i］］?

取D中各元素dij的值dis［i］．distance=dij;dis［i］．row=i;dis［i］．col=j;Endwhile對(duì)dis降序排列;For(i=0;K≠0;i++){IfS［dis［i］．row］==－1＆＆S［dis［i］．col］==－1S［dis［i］．row］=dis［i］．row;S［dis［i］．col］=dis［i］．row;K－－;EndifIfS［dis［i］．row］==－1＆＆S［dis［i］．col］!=－1S［dis［i］．row］=dis［i］．col;K－－;ElseS［dis［i］．col］=dis［i］．row;K－－;Endif}EndforOutputS對(duì)于圖1所示的虛擬機(jī)之間的流量關(guān)系，利用VMA-TM算法可得到如圖2所示的虛擬機(jī)聚類結(jié)果。圖1虛擬機(jī)之間的流量關(guān)系圖2聚合后虛擬機(jī)之間的流量關(guān)系3．2改進(jìn)的二維費(fèi)用背包算法遍歷數(shù)組S，將S中經(jīng)過聚合的虛擬機(jī)放入向量VMlist，VMlist中的節(jié)點(diǎn)就是需要部署的全部虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)。可以看出:1)在VMlist中，越是靠前的節(jié)點(diǎn)，流量就越大;2)在VMlist中，每個(gè)vi的相鄰節(jié)點(diǎn)就是與其通信流量最大的虛擬機(jī)，與vi的距離越近，，它們之間的通信流量就越大;越遠(yuǎn)，通信流量就越校采用多維背包算法把VMlist中不同的虛擬機(jī)部署到合適的物理機(jī)上。將每臺(tái)物理機(jī)看作一個(gè)背包，每個(gè)虛擬機(jī)看作一個(gè)物品。背包容量由相應(yīng)物理主機(jī)可用的內(nèi)存大小和CPU資源共同決定。每個(gè)物品有2種不同的費(fèi)用，用虛擬機(jī)對(duì)資源需求的CPU和內(nèi)存分別來(lái)表示。除此之外，每個(gè)物品還有一種價(jià)格，本文采用亞馬遜云服務(wù)的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［18］進(jìn)行參考。使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決該背包問題，由上述描述可知，該問題實(shí)質(zhì)是一個(gè)二維費(fèi)用背包問題。狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程可以表述如下:f［i］［v］［u］=max{f［i－1］［v］［u］，f［i－1］［v－a［i］］·［u－b［i］］+w［i］}0≤a［i］≤V，0≤b［i］≤U上?
【作者單位】： 新疆財(cái)經(jīng)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院;清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(61440047) 新疆高�？蒲杏�(jì)劃青年教師科研啟動(dòng)基金(XJEDU2014S046) 新疆財(cái)經(jīng)大學(xué)科研基金(2015XYB007)
【分類號(hào)】：TP302

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本文編號(hào)：2540267