云計算環(huán)境下基于時間的公平帶寬動態(tài)分配算法.pdf

1、云計算技術(shù)在近幾年越來越成熟，越來越多的數(shù)據(jù)密集型信息中心部署了自己的云。為了滿足現(xiàn)在社會大眾對于計算能力、存儲空間以及相關(guān)計算服務的復雜多變的需求，云計算技術(shù)很好的提供了相應的解決方案，并從經(jīng)濟學角度上詮釋了它固有的優(yōu)勢。利用云計算，企業(yè)、科研機構(gòu)以及政府紛紛建立了自己的數(shù)據(jù)中心來滿足自身日益增多的業(yè)務及計算需求。云計算使用虛擬化技術(shù)，將物理服務器中的CPU資源、內(nèi)存資源以及存儲資源虛擬化處理后，根據(jù)不同需求劃分給不同租戶。同時這些劃

2、分的計算資源的使用都是嚴格隔離的，例如，劃分給每一個租戶的資源的所有計算資源保證全部都歸這個租戶使用，我們稱劃分出去的計算資源為虛擬機(VM)。
　　眾所周知，云計算中的網(wǎng)絡表現(xiàn)對于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的虛擬機而言，是非常重要的。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中，提供數(shù)據(jù)密集型應用服務的虛擬機，就是非常占用帶寬的典型代表。例如多媒體在線服務、MapReduce類應用服務，在服務的過程都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)通信，導致在整個數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中不管是核心層、匯聚層還是

3、接入層，都需要大量的帶寬需求。
　　那么，對于云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的網(wǎng)絡管理就是非常中的工作，且毫無疑問的是，接入層物理服務器（或Hypervisor層）的帶寬分配策略是整個數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡資源分配的基礎解決方案，因為物理服務器(或Hypervisor)能夠直接的監(jiān)控以及管理其內(nèi)部虛擬機的帶寬競爭。解決這個層面上的網(wǎng)絡帶寬分配問題，就能使得整個數(shù)據(jù)中心的整體網(wǎng)絡性能提升到相當可觀的地步。但令人遺憾的是，處于這個物理主機(或Hyperviso

4、r)層面上的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡資源分配，并沒有引起人們的足夠重視。大部分數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡帶寬的分配政策都是針對于全局層面，可是具體的策略實施，卻都是需要在最終接入物理服務器的這個層面上開始執(zhí)行，而并不是將大量資金花在交換機硬件設備升級。當前，還沒有一個確實可行的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡帶寬分配策略，能夠同時保證虛擬機帶寬動態(tài)分配、公平、延時最優(yōu)化的分配策略。因此，物理服務器(或Hypervisor)層面上網(wǎng)絡帶寬分配的研究是非常有必要的。
　　本文就針

5、對于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡接入層的網(wǎng)絡帶寬進行研究，在云計算環(huán)境下基于時間的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡公平動態(tài)分配，利用租戶應用歷史流量吞吐率，公平調(diào)整數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡帶寬的分配政策，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的充分利用。主要貢獻如下:
　　1)我們通過具體實際問題闡述了云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡內(nèi)的虛擬機帶寬沖突問題，引出對于帶寬資源公平分配的研究。
　　2)我們提出了一個與租戶花費相匹配，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高網(wǎng)絡利用率的公平分配的要求。并針對這個要求給出了一個基于時間的