基于节点聚类的数据中心虚拟网络匹配算法研究

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1、分类号：ＴＰ３９３单位代巧：１０１８３研究生学号：２０口日３２０１９密级：公开古林大学硕古学位论文樂术学位（）基于节点聚类的数据中心虚拟网络匹配算法硏究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭａｉｎＡｌｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎＮｏｄｅＣｌｕｓｔｅｒｉｎｆｏｒＤａｔａｐｐｇｇｇＣｅｎｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋＶｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ作者姓名：王帅专化：计算机系统结构研究方向：数据中也网络虚拟化指导教师一：房至教授培养单位：计算机科学与技术学院２０１６年日月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论女书面版本、电子版本的任

2、何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博±（或硕壬）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体Ｊ，均己在文中ｉｉ［明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：矣叶日期：年「月日基于节点聚类的数据

3、中心虚拟网络匹配算法研究ResearchonMappingAlgorithmBasedonNodeClusteringforDataCenterNetworkVirtualization作者姓名：王帅专业名称：计算机系统结构指导教师：房至一教授学位类别：工学硕士答辩日期：ϮϬϭϲ年ϱ月Ϯϰ日摘要摘要基于节点聚类的数据中心虚拟网络匹配算法研究随着现代社会的快速发展，计算机网络在近些年来有着迅猛的发展，互联网已经成为人们工作、生活和学习中不可或缺的一部分。互联网已经成为支撑现代社会经济发展、提高人们生活质量、加快科学技术发展的强有力支撑。然而随着用户数量的快速增加，互联网的压力随之越来越大，传统互

4、联网架构出现越来越多的问题。当今“尽力而为”的互联网服务模型在安全性、稳定性和服务质量上都显得力不从心，而且存在着严峻的技术考验，这种思想严重影响了创新型网络技术的产生和发展，并没有在根本上解决当前互联网本身存在的缺陷和问题。面对这样的问题，近年来，数据中心正在逐渐成为信息系统的中心，为企业和用户的信息服务提供了良好的环境，各种规模的数据中心正大量涌现，电信行业、金融机构、政府机关等正在逐渐完善自己的数据中心，小型企业也在不断建设自己的数据中心。而且学术界和工业界也对数据中心网络虚拟化技术进行了广泛的关注。网络虚拟化技术允许在相同的底层设施上存在多重异构虚拟网络，它是由虚拟节点和虚拟链路构成的

5、。由于底层物理网络具有可编程能力，虚拟网络可以在具有一定拓扑结构的底层物理网络上运行IP等协议。因此，网络虚拟化技术可以在理论上实现基于现有的网络来部署新的网络协议、网络架构和网络应用。网络虚拟化技术提供了向未来互联网演进的可行途径，是未来互联网应该具备的必不可少的一个功能特性，而且随着软件定义网络（SoftwareDefineNetwork，SDN）的逐渐发展和成熟，使得网络虚拟化的实现对物理网络设备的依赖不再那么强烈，因此网络虚拟化的“边界”也被大大提高。云计算的快速发展和网络运营商的大量需求需要底层数据中心的大力支持。因此，有效地利用底层资源并取得最大收益正成为运营商的目标。本文的目标是

6、在数据中心网络虚拟化的过程中提供一个创新的资源分配算法，并以此来保证异构的数据中心的稳定性和可扩展性，并与此同时获得最佳的收益。在本文中，首先构建了一个基于变分不等式的网络虚拟化模型，它的目标是最大化长期平均收益，并确保底层物理网络的负载均衡。基于该变分不等式模型，提出了基于节点I摘要聚类的资源分配算法。最后,通过一系列模拟器对提出的算法与最近有代表性的资源分配算法进行了比较，模拟结果表明，它可以大大提高虚拟请求接受率，资源利用率和长期平均收益。关键词：数据中心，网络虚拟化技术，变分不等式，资源分配算法，负载均衡IIAbstractAbstractResearchonMappingAlgori

7、thmBasedonNodeClusteringforDataCenterNetworkVirtualizationInrecentyears，withtherapiddevelopmentofmodernsociety，computernetworkhasmadeagreatprogress，andtheInternethasbecomeanintegralpartofthewaypeoplew