下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中流量和資源管理機(jī)制研究.pdf

1、以云計(jì)算技術(shù)和軟件定義網(wǎng)技術(shù)為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)方向。云計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、按需、快速地訪問(wèn)共享資源池（例如計(jì)算設(shè)施、存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)用程序等）的計(jì)算模式。云服務(wù)商通過(guò)數(shù)據(jù)中心管理、大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用程序部署等技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的服務(wù)化；用戶(hù)則根據(jù)其業(yè)務(wù)負(fù)載情況快速申請(qǐng)或釋放資源，并按需對(duì)其所使用的資源付費(fèi)，在提高工作效率的同時(shí)降低運(yùn)行和維護(hù)成本。軟件定義網(wǎng)技術(shù)將交換機(jī)或路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中控制

2、平面的轉(zhuǎn)發(fā)決策功能和邏輯平面的分組轉(zhuǎn)發(fā)功能相分離，轉(zhuǎn)發(fā)決策功能由可編程的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，分組轉(zhuǎn)發(fā)功能由簡(jiǎn)化的硬件實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)管理和配置操作，到達(dá)了對(duì)流量自由操控的目的，有利于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的部署。
　　為了更好地推動(dòng)下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，本文選取云計(jì)算技術(shù)和軟件定義網(wǎng)技術(shù)中的流量和資源機(jī)制進(jìn)行研究。本文提出的新型流量和資源管理機(jī)制，分別降低了數(shù)據(jù)中心的電力成本，減少了軟件定義網(wǎng)中控制器的工作量，實(shí)現(xiàn)了軟件定義網(wǎng)中數(shù)據(jù)平面的資源均

3、衡，對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及起到了一定的促進(jìn)作用。
　　本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　?。?）提出了一種綠色數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的流量管理機(jī)制——匯聚流調(diào)度機(jī)制AggreFlow。AggreFlow采用了流集合的概念，應(yīng)用流集合路由機(jī)制減少了控制器的路由開(kāi)銷(xiāo)，應(yīng)用及時(shí)流集合重路由機(jī)制避免了同時(shí)重路由大量流導(dǎo)致的控制器控制信息風(fēng)暴。AggreFlow還進(jìn)行自適應(yīng)的流集合重路由來(lái)改善負(fù)載均衡性能。AggreFlow解決了當(dāng)前綠

4、色數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的流量管理機(jī)制存在負(fù)載不均衡、控制器路由開(kāi)銷(xiāo)過(guò)高和重路由開(kāi)銷(xiāo)過(guò)高的問(wèn)題。
　?。?）提出了一種減少分布式數(shù)據(jù)中心電力成本的資源管理機(jī)制——聯(lián)合電價(jià)和冷卻效率感知的數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載分配機(jī)制JET。通過(guò)聯(lián)合考慮數(shù)據(jù)中心所在地區(qū)的時(shí)變電價(jià)和數(shù)據(jù)中心內(nèi)冷卻設(shè)備的效率，JET根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求數(shù)量和數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)，交替選擇對(duì)當(dāng)前電力成本影響最大的因素，對(duì)分布式數(shù)據(jù)中心中運(yùn)行服務(wù)器的電力成本和冷卻設(shè)備的電力成本進(jìn)行了折中，從而實(shí)現(xiàn)了

5、分布式數(shù)據(jù)中心整體電力成本的最小化。
　　（3）提出了多域多控制器軟件定義網(wǎng)中一種新型流量管理機(jī)制——基于負(fù)載變化的同步機(jī)制LVS。LVS僅當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)特定服務(wù)器的負(fù)載或特定域的負(fù)載超過(guò)一個(gè)特定的閾值時(shí)執(zhí)行控制器之間的狀態(tài)同步。LVS在保證了所有控制器具有一致的最低負(fù)載服務(wù)器或最低負(fù)載域信息的情況下，消除了控制器之間的轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)路，并降低了控制器間的同步頻率。
　　（4）提出了軟件定義網(wǎng)中一種新型資源管理機(jī)制——軟件定義的流量及