云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)租戶帶寬保證方法研究.pdf

1、云計算是一種新的商業(yè)計算模型和服務(wù)模式，其核心的概念是不再依賴本地的計算機來做計算，而是依賴由第三方運營的集中的計算和存儲資源。而云數(shù)據(jù)中心在結(jié)構(gòu)上是一個分布式網(wǎng)絡(luò)，由計算節(jié)點（如服務(wù)器）、存儲節(jié)點，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接而成。
　　在云數(shù)據(jù)中心中，對于各種資源的調(diào)度方法成為了如今研究的熱點，特別是云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)租戶的帶寬保證問題，引發(fā)了很多的討論。因為云計算供應(yīng)商提供了資源分配的保證，如CPU和內(nèi)存，但是他們沒有提供任何網(wǎng)絡(luò)資源的保證

2、。由于網(wǎng)絡(luò)資源保證的缺乏，使得租戶不能很好地預(yù)測他們所要運行的應(yīng)用的最低性能。而在現(xiàn)有的帶寬保證方法中，都存在一些不足之處：有的需要修改交換機的軟硬件，有的需要修改系統(tǒng)內(nèi)核，有的對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆幸?，有的對于租戶的請求必須是發(fā)送端和接收端都是相等的，而有的不能最大限度的利用瓶頸鏈路。
　　而本文提出的云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)租戶帶寬保證方法，只在服務(wù)器端實現(xiàn)，只需使用未經(jīng)修改的商用交換機。服務(wù)器端采用完全虛擬化平臺與SDN技術(shù)協(xié)同作用，不用修改

3、系統(tǒng)內(nèi)核，易于部署和實現(xiàn)。且能夠適用于數(shù)據(jù)中心主流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并能夠滿足租戶不同的需求，同時實現(xiàn)帶寬的動態(tài)調(diào)節(jié)，充分利用鏈路剩余帶寬。
　　本文首先相關(guān)技術(shù)進行介紹，主要包括多租戶虛擬化數(shù)據(jù)中心、OpenFlow協(xié)議以及Open vSwitch和服務(wù)器相關(guān)的虛擬化技術(shù)。然后對云數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的帶寬保證方法進行了研究和比較分析，在此基礎(chǔ)上提出了改進的只利用服務(wù)器進行帶寬保證的方法，并提出了服務(wù)器端的總體設(shè)計結(jié)構(gòu)。再根據(jù)功能分成了三個模

4、塊：（1）租戶需求模型：明確各租戶的帶寬請求并實現(xiàn)初始設(shè)定。（2）最小帶寬保證模塊：完成租戶需求模型到 VM-to-VM最小帶寬保證的計算轉(zhuǎn)化。（3）帶寬分配調(diào)節(jié)模塊：完成每一條 VM-to-VM流發(fā)送速率的分配和反饋調(diào)節(jié)。本文對這三個模塊的實現(xiàn)原理進行了詳細(xì)的算法設(shè)計，并提出了在實際環(huán)境中實現(xiàn)的具體方法。再利用OPNET仿真工具自行設(shè)計節(jié)點，分兩個不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和三個不同的租戶需求場景進行仿真驗證，并進行了結(jié)果分析。最后在實際環(huán)境