本文關(guān)鍵詞：DCell網(wǎng)絡(luò)上的路徑覆蓋和限制連通性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會信息化的發(fā)展,計(jì)算機(jī)應(yīng)用深入到了各個(gè)行業(yè),網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)據(jù)規(guī)模不斷擴(kuò)大。在這樣的背景下,云計(jì)算(Cloud Computing)迅速興起。近年來,云計(jì)算的發(fā)展已經(jīng)上升到包含美國在內(nèi)的多個(gè)國家的國家戰(zhàn)略層面。云計(jì)算本質(zhì)上是一種資源按需分配的模式。它的一個(gè)核心理念就是通過不斷提高“云”端的處理能力,進(jìn)而減輕終端用戶的處理負(fù)擔(dān),而將絕大部分計(jì)算放在“云”端,由大型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)來完成。作為云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施和下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新平臺,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)成為近年來學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)可以表示為一個(gè)簡單圖G=(V(G),E(G)),我們用V(G)和E(G)分別表示圖G中的頂點(diǎn)集合和邊集合,頂點(diǎn)和邊分別表示數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器和連接服務(wù)器的鏈路,而交換機(jī)可被認(rèn)為是透明的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的性質(zhì)對于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的性能至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)中的哈密頓性質(zhì)在信息通信中具有重要的應(yīng)用。如果在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的多播路由算法中使用哈密頓路徑或哈密頓圈,則能夠有效地減少或避免死鎖和擁塞。哈密頓性質(zhì)可以被看作是不交路徑覆蓋性質(zhì)的一個(gè)特例,例如,一對一、一對多、多對多1-不交路徑覆蓋問題即哈密頓連通性問題,而一對一2-不交路徑覆蓋問題即哈密頓圖問題。網(wǎng)絡(luò)的不交路徑覆蓋已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),VLSI設(shè)計(jì),代碼優(yōu)化,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂?以及軟件測試。在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中,不交路徑覆蓋能夠有效地提高數(shù)據(jù)收集或數(shù)據(jù)分發(fā)效率。例如,在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中使用不交路徑覆蓋進(jìn)行數(shù)據(jù)收集(從所有服務(wù)器中收集數(shù)據(jù))或數(shù)據(jù)分發(fā)(分發(fā)數(shù)據(jù)到所有服務(wù)器上),我們僅需訪問數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中每臺服務(wù)器一次。隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,服務(wù)器發(fā)生故障的情形是不可避免的,使用限制連通度能夠更加精確地度量數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性。因此研究數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的限制連通度是一個(gè)重要的課題。DCell網(wǎng)絡(luò)是一種重要的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),它具有較好的路由性能和高擴(kuò)展性,且能很好地支持一對多和多對多等網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù),并能夠支持超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。本文研究DCell網(wǎng)絡(luò)(Dk,n,其中k≥0且n≥2)的哈密頓性質(zhì),不交路徑覆蓋問題,以及限制連通性,具體研究成果如下：1.證明了DCell網(wǎng)絡(luò)具有很好的哈密頓性質(zhì)：(1)證明了Dk,n是哈密頓連通的(D1,2除外)和哈密頓的(Do,2除外)。(2)給出了構(gòu)造Dk,n上任意兩個(gè)不同頂點(diǎn)間一條哈密頓路徑的O(tk,n)算法,其中tk,n為Dk,n的頂點(diǎn)數(shù)。(3)證明了Dk,n是(n+k-4)-哈密頓連通的和(n+k-3)-哈密頓的。2.研究了DCell網(wǎng)絡(luò)的不交路徑覆蓋問題：(1)對于任意的整數(shù)1證明了Dk,n是一對一r-不交路徑覆蓋的(D1,2除外)。,(2)對于任意的整數(shù)1給出了構(gòu)造Dk,。上一個(gè)一對一r-不交路徑覆蓋的O(tk,n)算法,并分析了這些不交路徑中最長路徑長度的上界。(3)證明了Dk,n是一對多(n+k-2)-不交路徑覆蓋的(D1,2除外)。(4)對于任意的整數(shù)1證明了Dk,n是多對多r-不交路徑覆蓋的(D1,2除外)。3.研究了DCell網(wǎng)絡(luò)的限制連通性：若Dk,n上每個(gè)無故障頂點(diǎn)存在至少h個(gè)無故障鄰居,則基于該條件下的Dk,n的連通度可定義為限制h-連通度(用kh(Dk,n)表示)。(1)對于任意的整數(shù)k≥1以及證明了(2)對于任意的整數(shù)k≥2以及n證明了本文的研究成果,可以為新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) DCell網(wǎng)絡(luò) 哈密頓性質(zhì) 不交路徑覆蓋 限制連通性
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O157.5;TP308
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 研究背景11
• 1.2 云計(jì)算11-13
• 1.3 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)13-18
• 1.4 研究意義18-20
• 1.5 研究內(nèi)容20-21
• 1.6 文章組織結(jié)構(gòu)21-23
• 第二章 相關(guān)知識23-29
• 2.1 基本概念和符號表示23-26
• 2.2 DCell網(wǎng)絡(luò)及其基本性質(zhì)26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 DCell網(wǎng)絡(luò)上的哈密頓性質(zhì)29-42
• 3.1 DCell網(wǎng)絡(luò)上的哈密頓性質(zhì)29-33
• 3.2 DCell網(wǎng)絡(luò)上的容錯(cuò)哈密頓性質(zhì)33-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第四章 DCell網(wǎng)絡(luò)上的不交路徑覆蓋42-79
• 4.1 DCell網(wǎng)絡(luò)上的一對一不交路徑覆蓋42-54
• 4.2 DCell網(wǎng)絡(luò)上的一對一不交路徑覆蓋算法54-59
• 4.3 DCell網(wǎng)絡(luò)上的一對多不交路徑覆蓋59-69
• 4.4 DCell網(wǎng)絡(luò)上的多對多不交路徑覆蓋69-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 第五章 DCell網(wǎng)絡(luò)上的限制連通性79-98
• 5.1 輔助引理79-81
• 5.2 DCell網(wǎng)絡(luò)上的限制連通性81-97
• 5.3 本章小結(jié)97-98
• 第六章 總結(jié)與展望98-101
• 6.1 總結(jié)98-99
• 6.2 展望99-101
• 參考文獻(xiàn)101-115
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和參與的科研項(xiàng)目115-117
• 致謝117-119

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本文編號：333066