【摘 要】
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随着物联网和云计算的发展,数据中心网络(Data Center Network,DCN)需要处理呈指数级增长的数据流量。网络功能虚拟化和软件定义网络这两种新兴网络技术的结合,使得网络服务提供商(Internet Service Provider,ISP)可以灵活地部署用户请求的服务功能链(Service Function Chain,SFC),并减少ISP的资本和运营支出。在数据中心网络SFC部署
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随着物联网和云计算的发展,数据中心网络(Data Center Network,DCN)需要处理呈指数级增长的数据流量。网络功能虚拟化和软件定义网络这两种新兴网络技术的结合,使得网络服务提供商(Internet Service Provider,ISP)可以灵活地部署用户请求的服务功能链(Service Function Chain,SFC),并减少ISP的资本和运营支出。在数据中心网络SFC部署方面,现有的研究存在以下不足:在单个数据中心网络内部署SFC时,很少有研究致力于满足数据中心网络内异质业务流的异质服务需求(例如高吞吐量或低时延);考虑到具有大带宽需求以及高突发性特点的应用请求流量正迁移到跨数据中心弹性光网络(inter-datacenter elastic optical network,inter-DC EON),很少有研究提出在inter-DC EON中以最大化ISP所获得总利润为目标的SFC部署算法。本文的主要内容及创新点包括以下两点:(1)针对DCN内如何部署SFC来满足异质用户请求的不同服务需求问题,本文设计了一种考虑拆分的SFC部署算法。算法首先确定拆分策略,将带宽需求较大的用户请求拆分成若干条子用户请求。然后,本文提出了以实现网络均衡和节省带宽资源消耗为目的的子用户请求部署算法。子用户请求部署算法基于贪心思想来挑选链路和节点,以实现SFC的部署。仿真结果表明,本文提出的算法提高了带宽需求大的用户请求接受率的同时降低了带宽需求少的用户请求体验的排队时延,SFC的部署花费和网络负载均衡也得到优化。(2)针对inter-DC EON中最大化总利润的在线SFC部署问题,本文首先提出了ISP所获利润模型以及该问题的整数线性规划模型,然后设计了两阶段的SFC部署算法。在第一阶段,本文基于K最短路算法得到SFC部署的待选路径;在第二阶段,本文设计路径权重公式均衡考虑用户请求接受率和部署花费,来挑选部署路径,实现总利润最大化。此外,为了提高光纤链路上频谱资源的利用率,提出了另一种考虑SFC拆分的部署算法。仿真结果表明,基础算法在部署时间、用户请求阻塞率和总利润方面有良好的性能,改进算法有望进一步降低阻塞率。
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