Static and dynamic resource allocation in network virtualization for multi-tenant data center network

Abstract

ทิศทางหลักสองทางสำหรับการจัดสรรทรัพยากรโครงข่ายเสมือนในโครงข่ายศูนย์ข้อมูลที่มีผู้เช่าหลายรายได้แก่แนวทางแบบสถิต และแนวทางแบบพลวัต แนวทางแบบสถิตหาทรัพยากรที่เหมาะที่สุดของโครงข่ายซับสเตรตสำหรับการเป็นแม่ข่ายให้กับโครงข่ายเสมือนแต่ละโครงข่าย และตั้งค่าทรัพยากรต่าง ๆ ไว้ถาวรตลอดระยะเวลาของการใช้งานโครงข่ายเสมือนนั้น แนวทางแบบพลวัตสามารถปรับค่าทรัพยากรต่าง ๆ ได้แบบรายคาบสำหรับโครงข่ายเสมือนเพื่อที่จะให้ได้ค่าสมรรถนะโครงข่ายโดยรวมสูงสุดอย่างไรก็ตามวิธีซึ่งมีอยู่ตามแนวทางทั้งสองแนวทางนั้นไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิผลในการสร้างโครงข่ายเสมือนสำหรับสถานการณ์ต่าง ๆ ของโครงข่ายศูนย์ข้อมูลที่มีผู้เช่าหลายราย วิธีต่าง ๆ ของการจัดสรรแบบสถิตกำหนดบริการในรูปแบบได้รูปแบบเดียวเพื่อให้กรรมสิทธิ์การใช้งานแต่ผู้เดียวแก่การขอใช้งานแต่ละครั้ง วิธีต่าง ๆ ของการจัดสรรแบบพลวัตไม่เหมาะมที่สุดสำหรับศูนย์ข้อมูลที่อยู่ในคลาวด์ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของโครงข่ายศูนย์ข้อมูลที่มีผู้เช่าหลายราย วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีเป้าหมายที่จะใช้เครื่องมือการหาค่าเหมาะที่สุดเพื่อแก้ปัญหาในแนวทางทั้งสองแนวดังต่อไปนี้ ในแนวทางแรกวิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการวิเคราะห์แนวคิดของการจองมากกว่าที่มีอย่างระมัดระวังซึ่งมีความยืดหยุ่นของระดับสภาพพร้อมใช้งานในข้อตกลงระดับการให้บริการที่ให้กับผู้ใช้ต่าง ๆ บนพื้นฐานของแนวทางนี้ผู้เช่าโครงข่ายเสมือนได้รับบริการที่เหมาะที่สุดกับระดับการรับประกันแบนวิดท์ให้แบบชั่วคราวที่สามารถยอมรับได้โดยผู้ใช้นั้นซึ่งช่วยในการประหยัดค่าใช้จ่ายของผู้ใช้และเพิ่มความสามารถในการทำกำไรของผู้ให้บริการนอกจากนี้เพื่อค้นหาเส้นทางของทราฟฟิกที่เป็นผลมาจากแนวคิดของการจองมากกว่าที่มีอย่างระมัดระวังในโครงข่ายซับสเตรต วิทยานิพนธ์นี้ได้สร้างข้อปัญหากำหนดการเชิงจำนวนเต็มผสมเพื่อลดค่าใช้จ่ายของโครงข่ายเสมือน รายงานผลการคำนวณแสดงให้เห็นว่าวิธีการที่เสนอสามารถลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินการของโครงข่ายเสมือนไปพร้อมกับการรับประกันคุณภาพบริการที่ต้องการได้ ในแนวทางที่สองโครงข่ายศูนย์ข้อมูลที่อยู่ในคลาวด์ได้รับการพิจารณา ซึ่งวิทยานิพนธ์นี้ได้มุ่งเน้นที่แพลตฟอร์มโอเพนโฟลวเป็นองค์ประกอบหลักเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับผู้ใช้งานศูนย์ข้อมูลแบบเสมือน ในสถานการณ์นี้โครงข่ายเสมือนต่าง ๆ ในทางปฏิบัติจะมีขนาดเล็ก ดังนั้นวิทยานิพนธ์นี้จึงนำเสนอขั้นตอนวิธีแบบรวมศูนย์เพื่อใช้ในการควบคุมเส้นทาง และปริมาณของ ทราฟฟิกในโครงข่ายเสมือนแต่ละโครงข่าย ในขณะเดียวกันเนื่องจากโครงข่ายซับสเตรตที่มีขนาดใหญ่ดังนั้นขั้นตอนวิธีแบบกระจายได้ถูกใช้เพื่อปรับค่าแบนวิดท์แบบรายคาบสำหรับข่ายเชื่อมโยงต่าง ๆ ของโครงข่ายเสมือน เพื่อประเมินผลวิธีที่นำเสนอนี้การตรวจสอบต่าง ๆ ที่ได้ดำเนินการในวิทยานิพนธ์ครอบคลุมถึงการวิเคราะห์ทางทฤษฎี การจำลองระบบด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และการวัดผลต่าง ๆ ในระบบทดสอบขนาดเล็กของศูนย์ข้อมูลที่อยู่ในคลาวด์ซึ่งใช้โอเพนโฟลวเป็นพื้นฐาน ผลการทดลองต่าง ๆ ที่ได้นั้นแสดงให้เห็นว่าขั้นตอนวิธีใหม่มีเวลาคำนวณเพื่อลู่เข้าสู่ผลลัพธ์ที่เร็วขึ้น ใช้การคำนวณที่ง่ายขึ้น และสามารถใช้ข้อมูลป้อนกลับได้ดีกว่าขั้นตอนวิธีต่าง ๆ ที่มีการนำเสนอในอดีต