下一代網(wǎng)絡技術中流量和資源管理機制研究.pdf

1、以云計算技術和軟件定義網(wǎng)技術為核心的下一代網(wǎng)絡技術是當前計算機網(wǎng)絡領域研究的熱點方向。云計算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)隨時隨地、按需、快速地訪問共享資源池（例如計算設施、存儲設備、應用程序等）的計算模式。云服務商通過數(shù)據(jù)中心管理、大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、應用程序部署等技術實現(xiàn)計算機資源的服務化；用戶則根據(jù)其業(yè)務負載情況快速申請或釋放資源，并按需對其所使用的資源付費，在提高工作效率的同時降低運行和維護成本。軟件定義網(wǎng)技術將交換機或路由器等網(wǎng)絡設備中控制

2、平面的轉發(fā)決策功能和邏輯平面的分組轉發(fā)功能相分離，轉發(fā)決策功能由可編程的軟件來實現(xiàn)，分組轉發(fā)功能由簡化的硬件實現(xiàn)，進而簡化了網(wǎng)絡管理和配置操作，到達了對流量自由操控的目的，有利于創(chuàng)新網(wǎng)絡應用的部署。
　　為了更好地推動下一代網(wǎng)絡技術的發(fā)展，本文選取云計算技術和軟件定義網(wǎng)技術中的流量和資源機制進行研究。本文提出的新型流量和資源管理機制，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，實現(xiàn)了軟件定義網(wǎng)中數(shù)據(jù)平面的資源均

3、衡，對下一代網(wǎng)絡技術的發(fā)展和普及起到了一定的促進作用。
　　本論文的主要內容和創(chuàng)新點如下:
　　（1）提出了一種綠色數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的流量管理機制——匯聚流調度機制AggreFlow。AggreFlow采用了流集合的概念，應用流集合路由機制減少了控制器的路由開銷，應用及時流集合重路由機制避免了同時重路由大量流導致的控制器控制信息風暴。AggreFlow還進行自適應的流集合重路由來改善負載均衡性能。AggreFlow解決了當前綠

4、色數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的流量管理機制存在負載不均衡、控制器路由開銷過高和重路由開銷過高的問題。
　?。?）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制——聯(lián)合電價和冷卻效率感知的數(shù)據(jù)中心工作負載分配機制JET。通過聯(lián)合考慮數(shù)據(jù)中心所在地區(qū)的時變電價和數(shù)據(jù)中心內冷卻設備的效率，JET根據(jù)服務請求數(shù)量和數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)，交替選擇對當前電力成本影響最大的因素，對分布式數(shù)據(jù)中心中運行服務器的電力成本和冷卻設備的電力成本進行了折中，從而實現(xiàn)了

5、分布式數(shù)據(jù)中心整體電力成本的最小化。
　?。?）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制——基于負載變化的同步機制LVS。LVS僅當網(wǎng)絡中一個特定服務器的負載或特定域的負載超過一個特定的閾值時執(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載服務器或最低負載域信息的情況下，消除了控制器之間的轉發(fā)環(huán)路，并降低了控制器間的同步頻率。
　?。?）提出了軟件定義網(wǎng)中一種新型資源管理機制——軟件定義的流量及