跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)部署和傳輸機(jī)制研究
發(fā)布時間:2020-12-25 20:20
伴隨著云服務(wù)在全球范圍內(nèi)的不斷發(fā)展,云數(shù)據(jù)規(guī)模也迅速從TB級增長至PB級。為了滿足全球用戶對云數(shù)據(jù)的動態(tài)訪問需求并保證云數(shù)據(jù)的高可靠性,大規(guī)模云數(shù)據(jù)擁有多個副本并被分散存儲于全球各地的數(shù)據(jù)中心。為了滿足云數(shù)據(jù)的分發(fā)需求和數(shù)據(jù)副本間的一致性需求,云數(shù)據(jù)往往周期性地在全球各地的數(shù)據(jù)中心間進(jìn)行遷移和備份操作。但由于云數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大和分布范圍廣的特點,導(dǎo)致跨數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模云數(shù)據(jù)傳輸和遷移操作占用了大量網(wǎng)絡(luò)資源,迫使云服務(wù)提供商租用更多網(wǎng)絡(luò)資源以滿足傳輸需求,最終增加了其網(wǎng)絡(luò)傳輸成本。針對上述問題,本文研究發(fā)現(xiàn)在跨數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模云數(shù)據(jù)環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹㈡溌穾捓寐室约皫捹Y源計費策略這些網(wǎng)絡(luò)信息在云數(shù)據(jù)的部署和傳輸過程中扮演著極其重要的作用。而現(xiàn)有云服務(wù)提供商在對數(shù)據(jù)進(jìn)行部署和傳輸調(diào)度時,僅從自身云服務(wù)提供的需求層面進(jìn)行考慮,忽略了底層網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息,導(dǎo)致其難以對數(shù)據(jù)部署和傳輸策略進(jìn)行整體優(yōu)化;谏鲜龇治,本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹㈡溌穾捓寐室约皫捹Y源計費策略等信息,研究面向大規(guī)模云數(shù)據(jù)的跨數(shù)據(jù)中心部署和傳輸技術(shù),并取得了如下成果:·提出了網(wǎng)絡(luò)感知的大規(guī)模云數(shù)據(jù)的跨數(shù)據(jù)中心優(yōu)化部署算法。從...
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要縮略語及中英文對照
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 研究內(nèi)容
1.2.1 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)的優(yōu)化部署算法
1.2.2 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)的高效用傳輸算法
1.2.3 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)的低成本傳輸算法
1.3 相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.3.1 大規(guī)模云數(shù)據(jù)的優(yōu)化部署算法
1.3.2 大規(guī)模云數(shù)據(jù)的高效用傳輸算法
1.3.3 大規(guī)模云數(shù)據(jù)的低成本傳輸算法
1.4 研究目標(biāo)和方案
1.4.1 研究目標(biāo)
1.4.2 研究方案
1.4.3 理論依據(jù)
1.5 論文貢獻(xiàn)
1.6 論文組織結(jié)構(gòu)
本章參考文獻(xiàn)
第二章 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)優(yōu)化部署算法
2.1 引言
2.1.1 研究背景和動機(jī)
2.1.2 挑戰(zhàn)及其解決方案
2.2 相關(guān)工作介紹
2.3 問題描述與建模
2.3.1 相關(guān)概念描述
2.3.2 跨數(shù)據(jù)中心云數(shù)據(jù)部署問題模型
2.4 跨數(shù)據(jù)中心云數(shù)據(jù)優(yōu)化部署算法
2.4.1 限定規(guī)模的云數(shù)據(jù)劃分算法
2.4.2 云數(shù)據(jù)子集的部署放置算法
2.5 仿真實驗
2.5.1 實驗環(huán)境和設(shè)置
2.5.2 跨數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)傳輸時間分析
2.5.3 算法運(yùn)行時間分析
2.6 本章小結(jié)
本章參考文獻(xiàn)
第三章 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)高效用傳輸算法
3.1 引言
3.1.1 研究背景和動機(jī)
3.1.2 挑戰(zhàn)及其解決方案
3.2 相關(guān)工作介紹
3.3 問題描述和建模
3.3.1 相關(guān)概念描述
3.3.2 字典序最優(yōu)的鏈路擁塞優(yōu)化目標(biāo)
3.3.3 問題形式化建模
3.4 基于彈性時間延展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的問題建模
3.4.1 彈性時間延展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述
3.4.2 彈性時間延展網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
3.4.3 大數(shù)據(jù)多傳輸任務(wù)問題的重建模
3.5 字典序最優(yōu)的低擁塞調(diào)度算法
3.5.1 調(diào)度算法介紹
3.5.2 算法理論性能分析
3.6 仿真實驗
3.6.1 實驗設(shè)置
3.6.2 時域維度全網(wǎng)峰值流量波動比較
3.6.3 空間維度全網(wǎng)鏈路流量分布比較
3.6.4 算法時間開銷
3.6.5 存儲操作開銷
3.7 本章小結(jié)
本章參考文獻(xiàn)
第四章 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)低成本傳輸算法
4.1 引言
4.1.1 研究背景和動機(jī)
4.1.2 挑戰(zhàn)及其解決方案
4.2 相關(guān)研究工作
4.3 云數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合優(yōu)化問題描述
4.3.1 數(shù)據(jù)中心間骨干網(wǎng)絡(luò)模型
4.3.2 郵遞數(shù)據(jù)硬盤開銷函數(shù)模型
4.3.3 云數(shù)據(jù)模型
4.3.4 云數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合優(yōu)化策略
4.3.5 問題目標(biāo)
4.4 云數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合優(yōu)化問題建模
4.4.1 增廣網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)建
4.4.2 混合整數(shù)規(guī)劃模型
4.5 基于線性松弛和舍入的求解算法
4.5.1 基于確定舍入技術(shù)的數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合調(diào)度算法
4.5.2 基于隨機(jī)舍入技術(shù)的數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合調(diào)度算法
4.6 仿真實驗
4.6.1 實驗設(shè)置
4.6.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸成本開銷比較
4.6.3 算法運(yùn)行時間開銷比較
4.7 本章小結(jié)
本章參考文獻(xiàn)
第五章 結(jié)束語
5.1 論文工作總結(jié)
5.2 進(jìn)一步工作
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]云環(huán)境下優(yōu)化科學(xué)工作流執(zhí)行性能的兩階段數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度策略[J]. 劉少偉,孔令梅,任開軍,宋君強(qiáng),鄧科峰,冷洪澤. 計算機(jī)學(xué)報. 2011(11)
[2]云計算環(huán)境下面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的數(shù)據(jù)布局策略與方法[J]. 鄭湃,崔立真,王海洋,徐猛. 計算機(jī)學(xué)報. 2010(08)
本文編號:2938328
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要縮略語及中英文對照
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 研究內(nèi)容
1.2.1 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)的優(yōu)化部署算法
1.2.2 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)的高效用傳輸算法
1.2.3 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)的低成本傳輸算法
1.3 相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.3.1 大規(guī)模云數(shù)據(jù)的優(yōu)化部署算法
1.3.2 大規(guī)模云數(shù)據(jù)的高效用傳輸算法
1.3.3 大規(guī)模云數(shù)據(jù)的低成本傳輸算法
1.4 研究目標(biāo)和方案
1.4.1 研究目標(biāo)
1.4.2 研究方案
1.4.3 理論依據(jù)
1.5 論文貢獻(xiàn)
1.6 論文組織結(jié)構(gòu)
本章參考文獻(xiàn)
第二章 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)優(yōu)化部署算法
2.1 引言
2.1.1 研究背景和動機(jī)
2.1.2 挑戰(zhàn)及其解決方案
2.2 相關(guān)工作介紹
2.3 問題描述與建模
2.3.1 相關(guān)概念描述
2.3.2 跨數(shù)據(jù)中心云數(shù)據(jù)部署問題模型
2.4 跨數(shù)據(jù)中心云數(shù)據(jù)優(yōu)化部署算法
2.4.1 限定規(guī)模的云數(shù)據(jù)劃分算法
2.4.2 云數(shù)據(jù)子集的部署放置算法
2.5 仿真實驗
2.5.1 實驗環(huán)境和設(shè)置
2.5.2 跨數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)傳輸時間分析
2.5.3 算法運(yùn)行時間分析
2.6 本章小結(jié)
本章參考文獻(xiàn)
第三章 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)高效用傳輸算法
3.1 引言
3.1.1 研究背景和動機(jī)
3.1.2 挑戰(zhàn)及其解決方案
3.2 相關(guān)工作介紹
3.3 問題描述和建模
3.3.1 相關(guān)概念描述
3.3.2 字典序最優(yōu)的鏈路擁塞優(yōu)化目標(biāo)
3.3.3 問題形式化建模
3.4 基于彈性時間延展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的問題建模
3.4.1 彈性時間延展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述
3.4.2 彈性時間延展網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
3.4.3 大數(shù)據(jù)多傳輸任務(wù)問題的重建模
3.5 字典序最優(yōu)的低擁塞調(diào)度算法
3.5.1 調(diào)度算法介紹
3.5.2 算法理論性能分析
3.6 仿真實驗
3.6.1 實驗設(shè)置
3.6.2 時域維度全網(wǎng)峰值流量波動比較
3.6.3 空間維度全網(wǎng)鏈路流量分布比較
3.6.4 算法時間開銷
3.6.5 存儲操作開銷
3.7 本章小結(jié)
本章參考文獻(xiàn)
第四章 跨數(shù)據(jù)中心大規(guī)模云數(shù)據(jù)低成本傳輸算法
4.1 引言
4.1.1 研究背景和動機(jī)
4.1.2 挑戰(zhàn)及其解決方案
4.2 相關(guān)研究工作
4.3 云數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合優(yōu)化問題描述
4.3.1 數(shù)據(jù)中心間骨干網(wǎng)絡(luò)模型
4.3.2 郵遞數(shù)據(jù)硬盤開銷函數(shù)模型
4.3.3 云數(shù)據(jù)模型
4.3.4 云數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合優(yōu)化策略
4.3.5 問題目標(biāo)
4.4 云數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合優(yōu)化問題建模
4.4.1 增廣網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)建
4.4.2 混合整數(shù)規(guī)劃模型
4.5 基于線性松弛和舍入的求解算法
4.5.1 基于確定舍入技術(shù)的數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合調(diào)度算法
4.5.2 基于隨機(jī)舍入技術(shù)的數(shù)據(jù)部署路由聯(lián)合調(diào)度算法
4.6 仿真實驗
4.6.1 實驗設(shè)置
4.6.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸成本開銷比較
4.6.3 算法運(yùn)行時間開銷比較
4.7 本章小結(jié)
本章參考文獻(xiàn)
第五章 結(jié)束語
5.1 論文工作總結(jié)
5.2 進(jìn)一步工作
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]云環(huán)境下優(yōu)化科學(xué)工作流執(zhí)行性能的兩階段數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度策略[J]. 劉少偉,孔令梅,任開軍,宋君強(qiáng),鄧科峰,冷洪澤. 計算機(jī)學(xué)報. 2011(11)
[2]云計算環(huán)境下面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的數(shù)據(jù)布局策略與方法[J]. 鄭湃,崔立真,王海洋,徐猛. 計算機(jī)學(xué)報. 2010(08)
本文編號:2938328
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