基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的集群虛擬云資源分配.pdf

1、隨著云計(jì)算平臺(tái)越來(lái)越龐大并且呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)化，有效地管理整個(gè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的資源同時(shí)滿足用戶應(yīng)用的資源需求成為云提供商和租戶共同的訴求。云計(jì)算的目標(biāo)是，租戶可以根據(jù)隨收隨付模式租賃計(jì)算資源，云提供商可以有效地管理計(jì)算資源以保證服務(wù)的可擴(kuò)展性和有效性。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)為云計(jì)算資源的高效管理帶來(lái)了契機(jī)，通過(guò)“抽象”整個(gè)云數(shù)據(jù)中心的物理基礎(chǔ)設(shè)施形成巨大的虛擬“資源池”，滿足多用戶同時(shí)共享資源的需求，大大降低云資源管理難度和維護(hù)成本。代表未來(lái)網(wǎng)絡(luò)

2、發(fā)展方向的軟件定義網(wǎng)絡(luò)擁有整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的全局視圖，可以細(xì)粒度地操縱整個(gè)云數(shù)據(jù)中心資源，使云計(jì)算資源分配任務(wù)變得更加有效。然而，由于租戶的大量服務(wù)和應(yīng)用程序通常共享同一資源池，使得數(shù)據(jù)中心環(huán)境變得非常復(fù)雜，因此，滿足多個(gè)用戶的計(jì)算請(qǐng)求而進(jìn)行有效的資源分配，同時(shí)保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能將成為巨大的挑戰(zhàn)。
　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，首先，本文構(gòu)建一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的fat-tree數(shù)據(jù)中心虛擬資源分配網(wǎng)絡(luò)模型。其次，本文提出一種集群虛擬網(wǎng)絡(luò)（Clu

3、stered Virtual Network，CVN）策略和動(dòng)態(tài)heapsort算法尋找含有最合適數(shù)量的虛擬機(jī)（VM）的交付單元（pod），以有效地利用單個(gè)pod中的資源構(gòu)建集群虛擬網(wǎng)絡(luò)。然而，當(dāng)單個(gè) pod找不到足夠的資源時(shí)，將聯(lián)合多個(gè)pod構(gòu)建跨pod集群虛擬網(wǎng)絡(luò)（Crossing Pod-CVN，CP-CVN），并提出一種max-min策略以進(jìn)行跨pod的虛擬機(jī)分配。進(jìn)而，在虛擬機(jī)分配的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源分配，并將此網(wǎng)絡(luò)資源

4、分配優(yōu)化問(wèn)題公式化為線性規(guī)劃問(wèn)題（Linear Programming，LP）以最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量，并提出一種近似算法解決此線性規(guī)劃問(wèn)題，保障網(wǎng)絡(luò)的整體性能。理論分析表明本文所提出的近似算法可以有效地解決軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的集群虛擬云資源分配問(wèn)題并保證網(wǎng)絡(luò)性能。
　　最后，本文通過(guò)網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)Mininet部署了仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行方法評(píng)估。Mininet是一個(gè)被學(xué)術(shù)界廣泛肯定和采用的網(wǎng)絡(luò)仿真器，它使用輕量級(jí)虛擬化在單個(gè)系統(tǒng)（如計(jì)算機(jī)或虛擬機(jī)）