基于軟件定義網(wǎng)絡的集群虛擬云資源分配.pdf

1、隨著云計算平臺越來越龐大并且呈現(xiàn)動態(tài)化，有效地管理整個云計算數(shù)據(jù)中心的資源同時滿足用戶應用的資源需求成為云提供商和租戶共同的訴求。云計算的目標是，租戶可以根據(jù)隨收隨付模式租賃計算資源，云提供商可以有效地管理計算資源以保證服務的可擴展性和有效性。網(wǎng)絡虛擬化技術的出現(xiàn)為云計算資源的高效管理帶來了契機，通過“抽象”整個云數(shù)據(jù)中心的物理基礎設施形成巨大的虛擬“資源池”，滿足多用戶同時共享資源的需求，大大降低云資源管理難度和維護成本。代表未來網(wǎng)絡

2、發(fā)展方向的軟件定義網(wǎng)絡擁有整個網(wǎng)絡的全局視圖，可以細粒度地操縱整個云數(shù)據(jù)中心資源，使云計算資源分配任務變得更加有效。然而，由于租戶的大量服務和應用程序通常共享同一資源池，使得數(shù)據(jù)中心環(huán)境變得非常復雜，因此，滿足多個用戶的計算請求而進行有效的資源分配，同時保障整個網(wǎng)絡的性能將成為巨大的挑戰(zhàn)。
　　為了解決這個問題，首先，本文構建一種基于軟件定義網(wǎng)絡的fat-tree數(shù)據(jù)中心虛擬資源分配網(wǎng)絡模型。其次，本文提出一種集群虛擬網(wǎng)絡（Clu

3、stered Virtual Network，CVN）策略和動態(tài)heapsort算法尋找含有最合適數(shù)量的虛擬機（VM）的交付單元（pod），以有效地利用單個pod中的資源構建集群虛擬網(wǎng)絡。然而，當單個 pod找不到足夠的資源時，將聯(lián)合多個pod構建跨pod集群虛擬網(wǎng)絡（Crossing Pod-CVN，CP-CVN），并提出一種max-min策略以進行跨pod的虛擬機分配。進而，在虛擬機分配的基礎上，本文進行網(wǎng)絡資源分配，并將此網(wǎng)絡資源

4、分配優(yōu)化問題公式化為線性規(guī)劃問題（Linear Programming，LP）以最大化網(wǎng)絡吞吐量，并提出一種近似算法解決此線性規(guī)劃問題，保障網(wǎng)絡的整體性能。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)絡中的集群虛擬云資源分配問題并保證網(wǎng)絡性能。
　　最后，本文通過網(wǎng)絡仿真平臺Mininet部署了仿真實驗進行方法評估。Mininet是一個被學術界廣泛肯定和采用的網(wǎng)絡仿真器，它使用輕量級虛擬化在單個系統(tǒng)（如計算機或虛擬機）