云計(jì)算環(huán)境下基于時(shí)間的公平帶寬動(dòng)態(tài)分配算法.pdf

1、云計(jì)算技術(shù)在近幾年越來(lái)越成熟，越來(lái)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(huì)大眾對(duì)于計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間以及相關(guān)計(jì)算服務(wù)的復(fù)雜多變的需求，云計(jì)算技術(shù)很好的提供了相應(yīng)的解決方案，并從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度上詮釋了它固有的優(yōu)勢(shì)。利用云計(jì)算，企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)以及政府紛紛建立了自己的數(shù)據(jù)中心來(lái)滿足自身日益增多的業(yè)務(wù)及計(jì)算需求。云計(jì)算使用虛擬化技術(shù)，將物理服務(wù)器中的CPU資源、內(nèi)存資源以及存儲(chǔ)資源虛擬化處理后，根據(jù)不同需求劃分給不同租戶。同時(shí)這些劃

2、分的計(jì)算資源的使用都是嚴(yán)格隔離的，例如，劃分給每一個(gè)租戶的資源的所有計(jì)算資源保證全部都?xì)w這個(gè)租戶使用，我們稱劃分出去的計(jì)算資源為虛擬機(jī)(VM)。
　　眾所周知，云計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)而言，是非常重要的。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，提供數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用服務(wù)的虛擬機(jī)，就是非常占用帶寬的典型代表。例如多媒體在線服務(wù)、MapReduce類應(yīng)用服務(wù)，在服務(wù)的過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)通信，導(dǎo)致在整個(gè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)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(duì)于云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理就是非常中的工作，且毫無(wú)疑問(wèn)的是，接入層物理服務(wù)器（或Hypervisor層）的帶寬分配策略是整個(gè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資源分配的基礎(chǔ)解決方案，因?yàn)槲锢矸?wù)器(或Hypervisor)能夠直接的監(jiān)控以及管理其內(nèi)部虛擬機(jī)的帶寬競(jìng)爭(zhēng)。解決這個(gè)層面上的網(wǎng)絡(luò)帶寬分配問(wèn)題，就能使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心的整體網(wǎng)絡(luò)性能提升到相當(dāng)可觀的地步。但令人遺憾的是，處于這個(gè)物理主機(jī)(或Hyperviso

4、r)層面上的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資源分配，并沒(méi)有引起人們的足夠重視。大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配政策都是針對(duì)于全局層面，可是具體的策略實(shí)施，卻都是需要在最終接入物理服務(wù)器的這個(gè)層面上開(kāi)始執(zhí)行，而并不是將大量資金花在交換機(jī)硬件設(shè)備升級(jí)。當(dāng)前，還沒(méi)有一個(gè)確實(shí)可行的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬分配策略，能夠同時(shí)保證虛擬機(jī)帶寬動(dòng)態(tài)分配、公平、延時(shí)最優(yōu)化的分配策略。因此，物理服務(wù)器(或Hypervisor)層面上網(wǎng)絡(luò)帶寬分配的研究是非常有必要的。
　　本文就針

5、對(duì)于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接入層的網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行研究，在云計(jì)算環(huán)境下基于時(shí)間的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)公平動(dòng)態(tài)分配，利用租戶應(yīng)用歷史流量吞吐率，公平調(diào)整數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配政策，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用。主要貢獻(xiàn)如下:
　　1)我們通過(guò)具體實(shí)際問(wèn)題闡述了云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的虛擬機(jī)帶寬沖突問(wèn)題，引出對(duì)于帶寬資源公平分配的研究。
　　2)我們提出了一個(gè)與租戶花費(fèi)相匹配，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高網(wǎng)絡(luò)利用率的公平分配的要求。并針對(duì)這個(gè)要求給出了一個(gè)基于時(shí)間的