【摘 要】
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随着数据中心规模的扩大,传统数据中心电交换网络在网络规模的扩展、能耗的降低、提高带宽和减少时延等方面均遇到瓶颈。而光交换网络由于其高带宽低时延、经济节能和多维度
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随着数据中心规模的扩大,传统数据中心电交换网络在网络规模的扩展、能耗的降低、提高带宽和减少时延等方面均遇到瓶颈。而光交换网络由于其高带宽低时延、经济节能和多维度的优势,已成为未来数据中心的发展趋势。但目前的研究多集中在光网络架构设计上,在光互联数据中心的资源管理方面少有研究。尤其是由于虚拟化技术的广泛运用,如何通过合理的虚拟机放置以便更充分地挖掘光互连网络的优势,并实现计算和网络资源的协同,是对提升数据中心性能来说至关重要的研究议题。因此,本论文从数据中心的光互联网络架构、虚拟机放置策略以及在虚拟化管理平台上的具体实现等三个方面开展研究,主要工作和创新点可以归纳为以下几点:(1)通过分析光互联数据中心网络OpenScale的实现原理和拓扑特点,提出了拓扑感知的虚拟机放置算法TVMP,以便实现虚拟机间流量高聚集性的特征与OpenScale小世界拓扑的匹配,从而提升网络的通信性能。通过搭建仿真平台对TVMP算法进行性能分析,结果表明,相对于传统数据中心的虚拟机放置算法,TVMP可以减少30%～40%的通信成本,并减少网络归一化负载,有利于负载均衡。(2)基于OpenScale光互联网络架构搭建了一个支持虚拟化的数据中心实验平台,并通过采用基于SDN的光网络控制器以及基于OpenStack的跨层资源控制器,对所提出的TVMP算法进行实际部署,并完成OpenScale上虚拟化方案的设计和实现。最终给出实验结果,证明了算法的有效性和虚拟化方案的可行性。
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