數據中心網絡結構及其調度優(yōu)化算法研究.pdf

1、為了適應新興應用模式的發(fā)展和需求，數據中心網絡正發(fā)生著深刻的變革，不僅表現在規(guī)模擴展性的提升和成本控制上，還體現在資源調度策略等方面。網絡拓撲結構和資源調度算法是現代數據中心的研究重點，現有的網絡結構雖然具有較好的擴展性和容錯性，但存在擴展規(guī)模受限于服務器網絡端口數的問題，不能同時兼顧性能和經濟成本。其次，隨著數據中心規(guī)模和用戶數量的急劇增大，當前資源調度算法在面對用戶多類別請求時不能有效的平衡執(zhí)行效率和負載均衡。針對上述問題，本文具體

2、研究以下內容:
　　(1)針對當前數據中心網絡擴展性受限于服務器網絡端口數的問題，本文提出一種新型高擴展低端口的數據中心網絡結構HRN(Hyper Ring Network)。HRN基于低端口普通服務器和交換機，以分層遞歸定義的形式構建大規(guī)模數據中心網絡結構。首先定義HRN結構的編碼規(guī)則和構建規(guī)則，根據其構建方式得出其拓撲屬性并證明;然后基于HRN結構設計最短路徑路由、并行路徑路由和容錯路由，來保證數據中心的通信性能;最后實驗模擬

3、HRN拓撲及其路由算法，并從拓撲性和可靠性兩方面與其它結構進行對比。實驗結果表明該結構能以較低的服務器和交換機比例來實現大規(guī)模網絡拓撲，具有高度擴展性，且有效降低了構建成本，同時高效路由算法使結構能提供良好的吞吐量和強可靠性。
　　(2)數據中心作為管理和調度資源的共享平臺，必須具備高效的資源調度策略。針對調度過程中系統(tǒng)的負載失衡問題，本文結合上述結構HRN提出一種基于Max-Min算法與蟻群算法融合的數據中心資源調度優(yōu)化算法:<

4、br>　?、倩跀祿行牡馁Y源調度模型設計調度優(yōu)化目標，然后綜合考慮用戶請求的時間約束、可靠性、通信帶寬等指標，制定資源約束函數;
　?、卺槍鹘y(tǒng)蟻群算法在解決調度問題時存在的不足，本文改進了狀態(tài)轉移概率公式、局部信息素、全局信息素更新公式，然后就資源負載不均問題提出了負載調整因子，并將其加入信息素更新公式，從而保證調度過程的負載均衡;
　?、劬拖伻核惴ㄇ捌谑諗柯膯栴}，提出將Max-Min算法與改進后的蟻群算法相結合，因為