數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)功能鏈的部署與路由.pdf

1、當(dāng)今數(shù)據(jù)中心部署了大量的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用以提供多種多樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能（防火墻、內(nèi)容緩存、廣域網(wǎng)加速器等）和充分的網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)中心中大多數(shù)流量為多個(gè)服務(wù)功能體所處理，從而構(gòu)成了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)鏈。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)鏈存在者一些缺點(diǎn)如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的耦合性大、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)效率低下、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)法池化和擴(kuò)展性差等。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)使得傳統(tǒng)以硬件設(shè)備存在的網(wǎng)絡(luò)功能可以以軟件的形式大量

2、部署在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器上，服務(wù)功能體(Service Function，SF)可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，可靈活擴(kuò)展;軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking，SDN）可以通過(guò)集中控制，使得控制器生成能夠自動(dòng)形成業(yè)務(wù)功能鏈的流表?；赟DN和NFV的功能鏈被稱作服務(wù)功能鏈(Service Function Chain，SFC)。
　　本文主要研究工作如下:
　　(1)針對(duì)數(shù)據(jù)中心中基于能量感知的服務(wù)功能體部署問(wèn)題，我

3、們提出了一個(gè)新的服務(wù)功能體部署算法Merge-RD。首先針對(duì)該問(wèn)題我們構(gòu)建了相應(yīng)的系統(tǒng)模型，并給出服務(wù)器和交換機(jī)設(shè)備的功耗模型，然后將基于能量感知的服務(wù)功能體部署問(wèn)題建成一個(gè)0-1整數(shù)規(guī)劃。此外我們定義了一個(gè)新的指標(biāo)“關(guān)聯(lián)度(Relation Degree，RD)”來(lái)衡量服務(wù)功能體間的流量強(qiáng)度和關(guān)系。然后我們提出的能耗感知算法Merge-RD將部署分成了兩部分，包括服務(wù)功能體映射和鏈路映射。最后仿真結(jié)果顯示算法Merge-RD在能耗和延

4、時(shí)方面優(yōu)于一些現(xiàn)有的部署算法，其相應(yīng)的包交付率也有一定保證。
　　(2)針對(duì)數(shù)據(jù)中心中服務(wù)功能體調(diào)度和服務(wù)功能鏈路由問(wèn)題，我們使用啟發(fā)式算法來(lái)解決。首先針對(duì)該問(wèn)題我們構(gòu)建了相應(yīng)的系統(tǒng)模型，并給出功能體實(shí)例調(diào)度模型和服務(wù)功能鏈路由模型，然后將服務(wù)功能體調(diào)度和服務(wù)功能鏈路由問(wèn)題建成一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。我們采用量子遺傳算法(QGA)來(lái)同時(shí)執(zhí)行服務(wù)功能體調(diào)度和服務(wù)功能鏈路由。最后，仿真結(jié)果顯示我們的工作獲得了較好的包交付率和延時(shí)分布，以及較為滿