无线数据中心虚拟化资源分配算法研究

摘要

在数据中心中，用无线链路代替部分有线链路，可以减少大量成本，降低布线复杂度，大幅优化数据中心网络的性能。虚拟化技术在数据中心中应用广泛，通用且有效的虚拟化资源分配算法能为系统和用户提供高效、安全的网络资源共享，又能简化资源调度和管理的复杂性，提高基础资源的利用以及优化网络的性能。无线网络的虚拟化是一个全新的领域，随着无线数据中心网络的发展，对无线数据中心网络虚拟化资源分配算法的研究具有重要的意义。
　　因此，基于无线数据中心，本文设计了一种合理并有效的虚拟化资源分配装箱算法，解决了数据中心能源利用率低、能耗成本高的问题，并实现节能。另外，本文设计了一种基于链路干扰的虚拟化资源分配着色算法，解决了无线链路可靠性低及链路干扰会影响虚拟网络成功构建问题。
　　首先，针对无线数据中心能源消耗的增长和能源利用率低等问题，采用虚拟化技术，提出一种合理并有效的资源分配算法，将虚拟资源映射到少部分的服务器上，并将其余的服务器关闭或者调节到低功耗的状态，从而实现节能。本文对无线数据中心网络建模，针对无线数据中心能源管理问题，提出一种基于能耗优化思想的虚拟化资源分配装箱算法。该算法实现虚拟资源到物理资源的映射，并映射到合理的最小数目的服务器上，实现总体能耗的最小化。
　　其次，基于Cayley结构，提出了一种基于链路干扰的虚拟化资源分配着色算法(VRMCA-LI)。对Cayley无线数据中心建模，虚拟网络采用传统的无向图，而物理拓扑则根据WDC结构建立有向图。然后，根据无线数据中心的干扰情况，对无线链路干扰模型建模。由于无线数据中心的链路干扰情况不是以距离为基础，而是当有节点处于发射节点的定向天线的发射角的范围内，才存在干扰，因此VRMCA-LI提出连接干扰矩阵，提高虚拟网络构建成功率。仿真实验表明，VRMCA-LI算法可以降低映射时间，增加虚拟请求接受率和节点利用率。

目录

声明

摘要

插图索引

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外文献综述

1．2．1 数据中心研究

1．2．2 无线数据中心研究

1．3 课题来源

1．4 研究内容

1．5 论文结构

第2章 虚拟化资源分配算法

2．1 静态虚拟化资源分配算法

2．1．1 集中式分配算法

2．1．2 分布式分配算法

2．2 动态虚拟化资源分配算法

2．3 无线环境下虚拟化资源分配算法

2．4 小结

第3章 基于能量有效性资源分配算法研究

3．1 算法提出

3．1．1 设计背景

3．1．2 系统模型

3．1．3 算法设计

3．2 仿真实验

3．2．1 仿真环境

3．2．2 仿真结果

3．3 小结

第4章 基于链路干扰的资源分配算法研究

4．1 算法提出

4．1．1 设计背景

4．1．2 问题描述

4．1．3 算法设计

4．2 实验仿真

4．3 小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文与参与科研项目