无线数据中心虚拟化资源分配算法研究

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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。
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