明提供的虛擬數(shù)據(jù)中屯、跨域映射方法流程圖；
[003。 圖2為本實(shí)施例DAA-VDC算法、DA-VN算法和RVDC算法平均骨干網(wǎng)帶寬消耗的性 能對(duì)比；
[003引圖3為本實(shí)施例DAA-VDC算法、DA-VN算法和RVDC算法不同VDC請(qǐng)求數(shù)目的累積 資源消耗對(duì)比；
[003引圖4為本實(shí)施例DAA-VDC算法、DA-VN算法和RVDC算法阻塞率的性能對(duì)比。【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[00對(duì)實(shí)施例
[0036] 本實(shí)施例仿真環(huán)境是一個(gè)跨域的環(huán)境；地理上分布的=個(gè)物理數(shù)據(jù)中屯、即3個(gè) DC;每個(gè)數(shù)據(jù)中屯、的拓?fù)涫桥謽渫負(fù)?，?28個(gè)物理服務(wù)器和80個(gè)物理交換機(jī)。為了估計(jì) 本發(fā)明提供方法的有效性，設(shè)置服務(wù)器的能源消耗參數(shù)。本實(shí)施例使用表一中能源消耗比 為0. 5的服務(wù)器，因?yàn)镃PU能源消耗是服務(wù)器上能源最大的消耗，所W在仿真中只考慮CPU 的能源消耗，每個(gè)物理服務(wù)器有32個(gè)CP化。在仿真中，虛擬機(jī)資源請(qǐng)求是服務(wù)器上CPU的 個(gè)數(shù)。在實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)使用S種類型的初始虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)拓?fù)?；星形拓?fù)洌鏄渫負(fù)浜碗S機(jī)連 通圖。我們產(chǎn)生兩組靜態(tài)VDC請(qǐng)求。每個(gè)VM的計(jì)算資源大小仰U的數(shù)量）分布在巧，16] 區(qū)間內(nèi)；每條虛擬鏈路的帶寬資源大小分布在[1，3]區(qū)間內(nèi)，單位是10Mbps。組一中VDC的 VM數(shù)目在區(qū)間巧，30]中隨機(jī)產(chǎn)生，組而中VDC的VM數(shù)目在區(qū)間巧，15]中隨機(jī)產(chǎn)生。我們 假設(shè)每個(gè)VDC的可靠性請(qǐng)求屬于集合陽(yáng)0%，92%，94% ,96% ,98% }。
[0037] 表1服務(wù)器參數(shù)
[0038]
[0039] 本實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的VDC跨域映射算法值A(chǔ)A-VDC)與傳統(tǒng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)跨多數(shù) 據(jù)中屯、映射算法值A(chǔ)-VN)及隨機(jī)映射算法（RVDC)的性能進(jìn)行了比較。DA-VN是跨多數(shù)據(jù)中 屯、的虛擬網(wǎng)絡(luò)映射算法，考慮可靠性，實(shí)現(xiàn)低映射成本。RVDC是VDC的跨域映射算法，只考 慮將VM放置在可用的且可靠性最高的服務(wù)器上。因?yàn)樵嫉腄A-VN算法只考慮沒(méi)有位置 約束的VM，我們需要修改DA-VN使它適用于解決有位置約束的VM構(gòu)成的VDC的映射問(wèn)題。 修改方法如下：在DA-VDC的分區(qū)算法中考慮VM的位置約束，當(dāng)交換VM時(shí)，要保證交換完成 VM后，同一個(gè)分區(qū)里不存在兩個(gè)有著完全不同位置約束的VM。
[0040] 我們比較DAA-VDC算法、DA-VN算法和RVDC算法的性能。待比較的性能包括VDC 平均骨干網(wǎng)帶寬消耗（所有VDC總的骨干網(wǎng)帶寬消耗除WVDC數(shù)目）、VDC物理節(jié)點(diǎn)資源消 耗（所有VDC總能耗除WVDC數(shù)目）和VDC的阻塞率（被拒絕的VDC數(shù)目除WVDC數(shù)目）。 [00川從圖2中可W觀察到S種算法VDC平均骨干網(wǎng)帶寬消耗的性能。隨著VDC數(shù)目的 增加，平均骨干網(wǎng)帶寬消耗趨于平穩(wěn)。仿真結(jié)果表明，相比于DA-VN和RVDC，在映射相同數(shù) 目的VDC的條件下，本發(fā)明提供的方法所消耗的骨干網(wǎng)帶寬較少。該是因?yàn)镈AA-VDC算法 將通信帶寬大的VM映射在同一個(gè)數(shù)據(jù)中屯、。避免將高帶寬需求的鏈路映射在骨干網(wǎng)上，從 而減小的骨干網(wǎng)的帶寬消耗。由圖可知，在骨干網(wǎng)的帶寬消耗方面，本發(fā)明提供的DAA-VDC 相比于DA-VN和RVDC有較大的優(yōu)勢(shì)。
[0042] 圖3(a)、3化）分別展示了組一、組二的不同VDC請(qǐng)求數(shù)目的累積資源消耗結(jié)果?？?觀察到，隨著VDC請(qǐng)求數(shù)目的增加，更多的資源被使用。可W中圖中看出DAA-VDC在資源消 耗方面有更好的性能，相比于DA-VN消耗的資源更少。該是因?yàn)楸景l(fā)明提供的方法沒(méi)有使 用多余的資源作為備份來(lái)保證可靠性，而傳統(tǒng)的過(guò)度供應(yīng)策略比本發(fā)明提供的方法使用更 多的資源，導(dǎo)致更高的VDC資源消耗。
[004引從圖4中顯示，立種算法在阻塞率方面的性能。我們可W很清楚的看到，DAA-VDC能夠接收更多的VDC請(qǐng)求，因此可W提高總收益。隨著VDC數(shù)目的增加，VDC的阻塞率也在 增大。但是可W看到，我們的算法相比于DA-VN和RVDC有較低的阻塞率。因?yàn)镈AA-VDC算 法在映射VDC的時(shí)候，當(dāng)VDC的可靠性滿足需求，算法就將剩余的VM映射在可靠性低的服 務(wù)器上。該樣合理使用物力資源，不浪費(fèi)高可靠性的物理資源。因此，我們的算法能夠節(jié)約 資源，從而接受更多的VDC請(qǐng)求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可靠性感知的虛擬數(shù)據(jù)中心跨域映射方法，具體包括以下步驟： 步驟1.劃分服務(wù)器等級(jí)；客戶提供初始的虛擬機(jī)即VM節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋱D，總物理計(jì)算資源由 多個(gè)物理數(shù)據(jù)中心即DC組成，每個(gè)物理數(shù)據(jù)中心由多個(gè)服務(wù)器構(gòu)成；將同一個(gè)物理數(shù)據(jù)中 心的所有服務(wù)器，按照其各自的失效率由高至低進(jìn)行等級(jí)劃分，失效率相同的服務(wù)器劃分 為同一級(jí)，失效率最高的服務(wù)器劃分為第一級(jí)，且失效率越低，服務(wù)器等級(jí)越高，共計(jì)N個(gè) 等級(jí)；定義服務(wù)器等級(jí)集合K={第一級(jí)服務(wù)器}，即K= 1 ; 步驟2.對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行分組； 步驟2-1.將客戶提供的初始的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋱D中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)按順序編號(hào)； 步驟2-2.從拓?fù)鋱D中選擇與1號(hào)節(jié)點(diǎn)通信帶寬最大的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，把該節(jié)點(diǎn)與1號(hào)節(jié) 點(diǎn)匯成一個(gè)虛擬機(jī)分組，從所有節(jié)點(diǎn)中選擇和2號(hào)節(jié)點(diǎn)通信帶寬最大的節(jié)點(diǎn)，把該節(jié)點(diǎn)與2 號(hào)節(jié)點(diǎn)匯成一個(gè)虛擬機(jī)分組，若該節(jié)點(diǎn)是已經(jīng)匯成某個(gè)虛擬機(jī)分組的某個(gè)節(jié)點(diǎn)，需要進(jìn)行 以下判斷：若2號(hào)節(jié)點(diǎn)和該節(jié)點(diǎn)的通信帶寬大于該節(jié)點(diǎn)和之前虛擬機(jī)分組中節(jié)點(diǎn)的通信帶 寬，則將該節(jié)點(diǎn)之前所在的虛擬機(jī)分組拆開，該節(jié)點(diǎn)與2號(hào)節(jié)點(diǎn)匯成一個(gè)新的虛擬機(jī)分組， 否則選擇與2號(hào)節(jié)點(diǎn)通信帶寬次大的節(jié)點(diǎn)，把該節(jié)點(diǎn)與2號(hào)節(jié)點(diǎn)匯成一個(gè)分組；同樣匯成一 個(gè)虛擬分組前還要檢查該節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)和其他節(jié)點(diǎn)匯成一個(gè)虛擬機(jī)分組； 按照上述方法處理剩余各個(gè)節(jié)點(diǎn)，由此得到多個(gè)虛擬機(jī)分組； 步驟2-3.將得到的每一個(gè)虛擬機(jī)分組視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，由此構(gòu)成新的節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋱D，對(duì)該 新拓?fù)鋱D按照步驟2-2所述方法進(jìn)行重新分組； 步驟2-4.重復(fù)執(zhí)行步驟2-3,直到由于限制條件使得不能夠繼續(xù)重新分組來(lái)減少分組 間通信帶寬時(shí)止，分組結(jié)束； 步驟3.映射分組內(nèi)的工作虛擬機(jī)； 從步驟2-4所得的多個(gè)虛擬機(jī)分組中隨機(jī)選取一個(gè)虛擬機(jī)分組Pi,并從所述多個(gè)DC中 選取一個(gè)DC，使得該DC中等級(jí)最高的服務(wù)器相比于其他DC中等級(jí)最高的服務(wù)器能夠?yàn)樗?述虛擬機(jī)分組Pi提供最高的可靠性，記該DC為所述虛擬機(jī)分組Pi的目標(biāo)DC;按照本步驟 上述方法，分別找出剩余的所有虛擬機(jī)分組各自的目標(biāo)DC; 步驟4.先后映射虛擬機(jī)分組Pi沒(méi)有備份的VM、有備份的VM;在整個(gè)虛擬數(shù)據(jù)中心中， 將互相之間為備份關(guān)系的VM匯聚為一個(gè)復(fù)本組，每一個(gè)復(fù)本組只包含相同備份的VM;按步 驟4-1至步驟4-2所述方法實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)分組匕的映射； 步驟4-1.從所述虛擬機(jī)分組Pi中隨機(jī)選取一個(gè)沒(méi)有備份的VM，將其映射至所述目標(biāo)DC的服務(wù)器等級(jí)集合K中計(jì)算資源能夠滿足所選VM、且可靠性最高的服務(wù)器，若服務(wù)器等 級(jí)集合K所包含服務(wù)器的計(jì)算資源均不滿足所選VM的要求，則由低等級(jí)至高等級(jí)依次掃描 該DC中的所有服務(wù)器直至找到計(jì)算資源滿足所選VM的前提下，最低等級(jí)服務(wù)器中可靠性 最高的服務(wù)器作為該VM的映射服務(wù)器；按上述方法將所述虛擬機(jī)分組Pi*剩余的沒(méi)有備 份的VM映射至目標(biāo)DC中相應(yīng)的服務(wù)器上； 步驟4-2.在完成所述虛擬機(jī)分組Pi中所有沒(méi)有備份的VM的映射工作后，按步驟4-1 上述方法將所述虛擬機(jī)分組Pi中有備份的VM映射至目標(biāo)DC中相應(yīng)的服務(wù)器上；在映射有 備份的VM之前，核實(shí)與該VM呈備份關(guān)系的VM是否已經(jīng)映射，若是，則該VM不進(jìn)行映射，若 否，則將該VM映射至相應(yīng)的服務(wù)器上，即保證每一個(gè)復(fù)本組中只有一個(gè)VM進(jìn)行映射，將剩 余未映射的VM記錄為起備份作用的VM; 步驟5.當(dāng)映射完第一個(gè)分組后，即完成所述虛擬機(jī)分組Pi中所有VM的映射后，在剩余 未映射的虛擬機(jī)分組中，選取與虛擬機(jī)分組通信帶寬最大的虛擬機(jī)分組，按步驟4所 述的映射方法，完成該虛擬機(jī)分組的映射； 步驟6.從剩余未映射的虛擬機(jī)分組中，選取與已完成映射的虛擬機(jī)分組之間的通信 帶寬之和最大的虛擬機(jī)分組，按步驟4所述的映射方法完成該虛擬機(jī)分組的映射，由此實(shí) 現(xiàn)所有虛擬機(jī)分組的映射。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可靠性感知的虛擬數(shù)據(jù)中心跨域映射方法，其特征在于，完 成步驟6后還包括以下步驟： 步驟7.完成所有虛擬機(jī)分組的映射后，計(jì)算整個(gè)映射方案提供服務(wù)的可靠性，若可靠 性已滿足要求，則整個(gè)虛擬數(shù)據(jù)中心的映射工作完成，若可靠性低于所需的可靠性值，則按 步驟7-1至步驟7-2所述方法進(jìn)行可靠性提升； 步驟7-1.從記錄為起備份作用的VM中，隨機(jī)選取一個(gè)尚未映射的VM，將其映射至該VM所在虛擬機(jī)分組對(duì)應(yīng)的目標(biāo)DC的服務(wù)器集合K中計(jì)算資源能夠滿足該VM、且可靠性最 高的服務(wù)器上，若服務(wù)器等級(jí)集合K所包含服務(wù)器的計(jì)算資源均不滿足該VM的要求，則由 低等級(jí)至高等級(jí)依次掃描該DC中的所有服務(wù)器直至找到計(jì)算資源滿足所選VM的前提下， 最低等級(jí)服務(wù)器中可靠性最高的服務(wù)器作為該VM的映射服務(wù)器； 步驟7-2.步驟7-1所選的VM完成映射后，計(jì)算整個(gè)映射方案提供服務(wù)的可靠性，若可 靠性已滿足要求，則整個(gè)虛擬數(shù)據(jù)中心的映射工作完成，若可靠性低于所需的可靠性值，則 按照步驟7-1所述方法依次逐個(gè)增加起備份作用的VM的映射個(gè)數(shù)并計(jì)算整個(gè)映射方案提 供服務(wù)的可靠性，直至所述可靠性滿足要求時(shí)止，完成整個(gè)映射工作； 步驟8.若記錄為起備份作用的VM均已完成映射，而整個(gè)映射方案提供服務(wù)的可靠性 依然未滿足要求，則重新定義服務(wù)器等級(jí)集合K={第一級(jí)服務(wù)器，第二級(jí)服務(wù)器}，即K= 2 ;依次執(zhí)行步驟2至步驟7完成整個(gè)虛擬數(shù)據(jù)中心的映射工作； 步驟9.若K= 2時(shí)，按上述方法所得的映射方案的可靠性無(wú)法達(dá)到要求，則依次計(jì)算K= 3,…，N時(shí)按步驟2至步驟7所得映射方案的可靠性直至所述可靠性達(dá)到要求時(shí)止， 此時(shí)的映射方案即為最終的映射方案；若K=N時(shí)所得的映射方案的可靠性依然無(wú)法滿足 要求，則映射失敗，拒絕該VDC的映射請(qǐng)求。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種可靠性感知的虛擬數(shù)據(jù)中心跨域映射方法，屬于虛擬數(shù)據(jù)中心跨域映射技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明依次通過(guò)劃分服務(wù)器等級(jí)、對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行分組、映射分組內(nèi)的工作虛擬機(jī)及計(jì)算當(dāng)前方案可靠性的操作，實(shí)現(xiàn)VDC的跨域映射。本發(fā)明提供的映射方法沒(méi)有使用多余的資源作為備份來(lái)保證可靠性，而傳統(tǒng)的過(guò)度供應(yīng)策略比本發(fā)明提供的方法使用更多的資源。相比與現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明方法提高了VDC的可靠性，并實(shí)現(xiàn)了較低的帶寬費(fèi)用，降低VDC的阻塞率。
【IPC分類】H04L29/08, H04L12/46
【公開號(hào)】CN104901999
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510147562
【發(fā)明人】廖丹, 卜思桐, 孫罡, 左成
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日