【摘 要】
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数据中心作为IT系统的核心基础设施,是由大量交换设备连接的服务器集群,提供了大量计算、存储和网络资源。在资源调度过程中,传统数据中心在高效性、可靠性和安全性等方面面临诸多问题,而随着虚拟数据中心概念的提出,上述问题可以得到有效解决。作为新型数据中心的典型特征,它允许多用户在同一个物理数据中心共享多种类型资源,同时做到相互之间不受影响。在虚拟数据中心中,最重要的问题之一,是如何为虚拟数据中心请求分配
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数据中心作为IT系统的核心基础设施,是由大量交换设备连接的服务器集群,提供了大量计算、存储和网络资源。在资源调度过程中,传统数据中心在高效性、可靠性和安全性等方面面临诸多问题,而随着虚拟数据中心概念的提出,上述问题可以得到有效解决。作为新型数据中心的典型特征,它允许多用户在同一个物理数据中心共享多种类型资源,同时做到相互之间不受影响。在虚拟数据中心中,最重要的问题之一,是如何为虚拟数据中心请求分配相应的节点和链路资源,即虚拟数据中心映射问题。目前,该问题已引起国内外学者的广泛关注。然而,通过对该问题的深入分析,发现目前工作主要集中于提高物理数据中心运营商的收益,而忽略了能耗问题。针对该问题,本文进行了深入研究,创新性成果如下:（1）提出了一种节能的单域虚拟数据中心映射算法,降低了物理数据中心的能耗。在虚拟数据中心映射场景中,现有研究仅把物理数据中心的运营收益作为映射的关键指标,而忽略了虚拟数据中心映射过程中引起的物理数据中心的能耗问题,能耗成本的增加严重影响了物理数据中心运营商的利润。为了降低物理数据中心的能耗,本文充分考虑虚拟数据中心映射问题的背景,首先提出虚拟数据中心映射的能耗模型,然后综合考虑降低物理数据中心能耗以及保证虚拟数据中心映射请求接受率两个方面,分别基于标签传播技术和粒子群优化方法,提出了能耗感知的虚拟数据中心映射算法。实验结果表明,上述算法在保持物理数据中心运营收益的同时,大幅度降低了物理数据中心的能耗。（2）提出了一种低能耗开销的跨域虚拟数据中心映射算法,降低了物理数据中心的能耗开销。现有虚拟数据中心映射算法多数针对单域场景,而忽略了在实际情况中大型物理数据中心跨域部署的场景。本文针对跨域虚拟数据中心映射问题,在保证映射请求接受率的前提下,首先考虑电价和能耗等双重因素,利用电价在不同区域和不同时间上的差异性,基于单域虚拟数据中心映射能耗模型,建立了跨域虚拟数据中心映射能耗开销模型,然后提出了 一种低能耗开销的跨域虚拟数据中心映射算法,以进一步优化物理数据中心运营商的能耗开销。实验结果表明,该算法能够在保证虚拟数据中心映射请求接受率的前提下大幅度降低了物理数据中心能耗开销。（3）提出了一种能耗感知的虚拟数据中心迁移算法,进一步降低了物理数据中心能耗。现有研究主要集中在如何进行单次的虚拟数据中心映射以提高虚拟数据中心映射请求接受率,而没有进行映射方案的动态调整。随着虚拟数据中心映射请求的不断到达与离开,物理数据中心资源进行不断分配与释放,资源的分布情况随时间动态变化,之前映射算法得到的最优解可能变成次优解。因此本文提出了一种能耗感知的虚拟数据中心迁移算法。该算法能够利用迁移技术对虚拟数据中心进行整合,从而进一步降低虚拟数据中心映射过程中的能耗。实验结果表明,该算法在保证虚拟数据中心映射请求接受率的前提下,可以进一步降低能耗。
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