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(jì)算是一種新的商業(yè)計(jì)算模型和服務(wù)模式，其核心的概念是不再依賴本地的計(jì)算機(jī)來做計(jì)算，而是依賴由第三方運(yùn)營的集中的計(jì)算和存儲(chǔ)資源。而云數(shù)據(jù)中心在結(jié)構(gòu)上是一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)，由計(jì)算節(jié)點(diǎn)（如服務(wù)器）、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接而成。
　　在云數(shù)據(jù)中心中，對(duì)于各種資源的調(diào)度方法成為了如今研究的熱點(diǎn)，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?yàn)樵朴?jì)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(cè)他們所要運(yùn)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(jī)的軟硬件，有的需要修改系統(tǒng)內(nèi)核，有的對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆幸?，有的?duì)于租戶的請(qǐng)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(shí)現(xiàn)，只需使用未經(jīng)修改的商用交換機(jī)。服務(wù)器端采用完全虛擬化平臺(tái)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(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)帶寬的動(dòng)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(jìn)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(duì)云數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的帶寬保證方法進(jìn)行了研究和比較分析，在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的只利用服務(wù)器進(jìn)行帶寬保證的方法，并提出了服務(wù)器端的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。再根據(jù)功能分成了三個(gè)模

4、塊：（1）租戶需求模型：明確各租戶的帶寬請(qǐng)求并實(shí)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(jì)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(duì)這三個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)，并提出了在實(shí)際環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的具體方法。再利用OPNET仿真工具自行設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)，分兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和三個(gè)不同的租戶需求場(chǎng)景進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并進(jìn)行了結(jié)果分析。最后在實(shí)際環(huán)境