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传统数据中心内电交换网络由于存在通信带宽、交换容量和端口规模扩展困难,网络时延较大,能耗高等问题,已成为制约数据中心性能提升的瓶颈。光传输与交换技术,具有大带宽、低时延、低能耗和多维度等先天优势,已成为未来数据中心内网络的主要研究趋势。同时,数据中心网络虚拟化技术,大大提升了网络资源利用率,同时还能保证良好的业务隔离,实现多租户服务提供,成为数据中心网络领域的重要研究热点。因此,本论文以数据中心光网络虚拟化作为研究对象,分别从数据中心全光交换网络架构、数据中心光网络虚拟化控制平面、支持光网络虚拟化功能的OpenStack功能扩展、以及虚拟数据中心映射策略等方面开展研究。本论文的主要工作和创新点可以归纳为以下几点:1)基于我们已经提出的全光子波长城域分布式数据中心网络架构,设计了一种协同云平台OpenStack和光网络SDN控制器的虚拟化实现方案。在方案中,我们通过使用Restful接口,实现SDN控制器和OpenStack平台的信息交互,以完成对数据中心内计算资源、存储资源以及光网络资源的协同控制。2)由于虚拟化实际承载形式是虚拟数据中心(VDC:Virtual Data Center),因此我们针对全光子波长城域分布式数据中心,基于OpenStack和SDN控制平面,详细讨论了 VDC提供的流程设计、VDC的映射设计以及VDC动态调整机制的设计。同时,针对上述设计,本论文完成了 OpenStack相关扩展功能的开发。并通过VDC的创建实验和VDC动态调整的实验,验证了所提虚拟化方案的可行性。3)最后,本论文设计了一种支持虚拟链路拆分和迁移的虚拟数据中心映射算法,通过支持对已有的虚拟链路拆分和迁移,从而提高虚拟数据中心的映射成功率,进而提高整体资源的利用率。同时,我们还针对该算法进行了仿真分析,仿真结果表明该映射算法在提高虚拟数据中心映射成功率上具有明显优势。