试析负载均衡网络虚拟化中资源分配算法

论文导读：
摘要：Internet使人们获取和交换信息的方式变得便捷，同时Internet的进展也面对挑战。当前Internet的系统结构有着许多缺点，由于Internet由多个运营商共同提供，使Internet系统结构的变革难以实现，internet的进展陷入僵局。通过网络虚拟化，Internet能够有效克服僵化不足。网络虚拟化使将来的Internet系统结构多元化为一系列相互独立的虚拟网络，这些虚拟网络共享基础设施提供者的资源，并支持多种网络系统结构、实验和业务。资源分配是网络虚拟化中的一个基本不足，有效的资源分配能够提升基础设施提供者的物理资源利用率，并降低服务提供者租用资源所带来的成本。由此，设计有效的资源分配算法具有重要的作用。首先，对集中式和分布式两类资源分配算法进行了浅析。针对基于拓扑分割的资源分配算法产生的拓扑稀疏不足，提出了一种优化拓扑紧密度的资源分配算法ARMA(An advance Resource Mapping Algorithm)。该算法基于拓扑分割思想，利用中心协调者和物理节点的相互配合获得节省带宽的资源分配结果。ARMA包括三个部分：星型虚拟网络资源分配算法A(Star Mapping Algorithm)、中心协调者接收数据算法CRDA(Central-coordinator Receiving Data Algorithm)和物理节点接收数据算法SRDA(Substrate-nodes Receiving Data Algorithm)。A对某个星型虚拟网络进行资源分配，然后将分配结果和占用物理链路的数目告知中心协调者，中心协调者利用CRDA算法比较并选择最节省带宽资源的结果，同时将该结果告知各个物理节点，物理节点通过SRDA算法更新其他物理节点的空闲资源信息，并准备对下一个星型虚拟网络进行资源分配。仿真实验表明，ARMA算法在牺牲一定时延的情况下，能够减少通信量以及维护虚拟网络拓扑结构在物理网络上的紧密度。为了维护物理节点的负载平衡以提升资源的利用率，在节点迁移的基础上本论文提出了一种主动式的动态资源分配算法。该算法通过平均节点负载差别度来衡量当前物理节点上的负载分布情况，并通过和物理网络容忍的负载差别度相比较来估计当前负载偏离正常值的程度。在动态资源分配的历程中，该算法利用节点迁移将负载以忙碌物理节点转移到空闲物理节点以实现负载均衡，并考虑了节点迁移对物理链路带宽，虚拟链路时延的影响。仿真实验表明，该算法对虚拟链路时延和物理链路带宽的影响较小，能够有效地维护物理节点的负载均衡。关键词：网络虚拟化论文资源分配论文资源利用率论文负载均衡论文
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Abstract6-10
插图索引10-11
附表索引11-12
第1章 绪论12-16

1.1 引言12

1.2 网络虚拟化的定义12-13

1.3 网络虚拟化的主要特点13

1.4 网络虚拟化的基本组成13-14

1.5 选题背景及作用14-15

1.6 本论文组织结构15-16

第2章 相关工作探讨16-28

2.1 网络虚拟化中的资源分配16-19

2.

1.1 虚拟网络的构造历程16-17

2.

1.2 虚拟网络资源分配17-19

2.2 典型的资源分配算法19-28

2.1 集中式资源分配算法19-24

2.2.

1.1 静态的集中式资源分配算法19-22

2.2.

1.2 动态的集中式资源分配算法22-24

2.2.2 分布式的资源分配算法24-26

2.1 静态的分布式资源分配算法24-25

2.2 动态的分布式资源分配算法25-26

2.3 小结26-28

第3章 一种优化的星型网络虚拟化资源分配算法28-43

3.1 ARMA 的提出28-31

3.

1.1 设计背景28-29

3.

1.2 不足描述和优化目标29-31

3.2 拓扑分割历程31

3.3 资源分配通信协议31-32

3.4 优化的资源分配算法 ARMA32-38

3.4.1 星型虚拟网络资源分配算法 A33-37

3.4.2 中心协调者接收数据算法 CRDA37

3.4.3 物理节点接收数据算法 SRDA3论文导读：1设计背景43-444.2不足描述和网络模型44-474.2.1不足描述44-464.2.2网络模型46-474.3算法设计47-514.3.1选择目标宿主48-494.3.2调整虚拟链路49-514.3.2.1综合调整49-504.3.2.2路径迁移调整50-514.4仿真实验51-544.4.1λ和θ取值浅析51-524.4.2带宽和时延浅析52-534.4.3物理节点负载浅析53-544.5小结54-55总结
7-38

3.5 实验模拟及性能浅析38-41

3.5.1 仿真平台设计以及仿真参数38-39

3.5.2 Ti 浅析39-40

3.5.3 通信量浅析40

3.5.4 时延浅析40-41

3.6 代价浅析41-42

3.7 小结42-43

第4章 网络虚拟化中动态资源分配算法探讨43-55

4.1 设计背景43-44

4.2 不足描述和网络模型44-47

4.

2.1 不足描述44-46

4.

2.2 网络模型46-47

4.3 算法设计47-51
4.

3.1 选择目标宿主48-49

4.

3.2 调整虚拟链路49-51

4.3.

2.1 综合调整49-50

4.3.

2.2 路径迁移调整50-51

4.4 仿真实验51-54

4.1 λ和θ取值浅析51-52

4.2 带宽和时延浅析52-53

4.3 物理节点负载浅析53-54

4.5 小结54-55

总结和展望55-57
参考文献57-61
致谢61-62
附录 A 攻读硕士期间发表的论文62-63
附录 B (攻读硕士期间参与的项目列表)63