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第1章 绪论1

1.1 云计算背景1

1.2 数据中心与云计算3

1.2.1 数据中心的体系结构3

1.2.2 云计算5

1.3 虚拟化技术9

1.3.1 服务器虚拟化10

1.3.2 存储虚拟化11

1.3.3 网络虚拟化11

1.4 多租户服务13

1.4.1 多租户网络需求分析13

1.4.2 多租户网络技术14

1.5 网络作为服务15

参考文献16

第2章 同构数据中心内的能源问题分析18

2.1 系统模型18

2.2 M/M/n ＋m 1＋m 2模型分析19

2.2.1 马尔可夫链20

2.2.2 闭型解21

2.3 优化目标函数23

2.4 G/M/A模型分析24

2.4.1 模型内各参数求解24

2.4.2 G/M/A模型状态概率的求解25

2.5 仿真分析27

2.5.1 仿真方案27

2.5.2 运行结果28

2.6 本章小结30

参考文献30

第3章 多数据中心之间的联合节能31

3.1 多数据中心之间的联合系统模型32

3.2 目标问题方程33

3.2.1 数据中心内部参数与系统参数的关系34

3.2.2 计算限制函数36

3.2.3 业务需求的分配37

3.3 仿真结果分析38

3.3.1 仿真参数设置38

3.3.2 仿真结果分析39

3.4 本章小结41

参考文献41

第4章 异构数据中心内的节能42

4.1 系统模型43

4.2 服务器的分类与优先级44

4.3 系统的数学模型分析44

4.3.1 任务分类45

4.3.2 服务器资源预测46

4.3.3 服务器容量分配策略及系统目标函数48

4.4 目标函数求解方法49

4.4.1 放宽求解范围49

4.4.2 基于容器的资源供应50

4.5 异构数据中心节能举例51

4.5.1 数学模型内各参数51

4.5.2 任务到达时的调度策略52

4.6 仿真与结果分析52

4.7 本章小结54

参考文献55

第5章 虚拟机放置算法56

5.1 租户感知的虚拟机放置56

5.1.1 问题描述56

5.1.2 租户感知虚拟机放置模型58

5.1.3 租户感知虚拟机放置算法60

5.1.4 算法仿真及结果分析64

5.2 动态流量感知的虚拟机放置67

5.2.1 动态流量感知虚拟机放置问题描述68

5.2.2 动态流量感知虚拟机放置模型69

5.2.3 动态流量感知虚拟机放置算法75

5.2.4 算法仿真及结果分析78

5.3 本章小结84

参考文献85

第6章 流量感知的虚拟机迁移86

6.1 问题描述86

6.2 虚拟机迁移模型87

6.3 虚拟机迁移算法89

6.4 算法仿真及数据分析91

6.4.1 仿真环境和参数设置91

6.4.2 仿真性能对比与分析93

6.5 本章小结96

参考文献96

第7章 面向业务动态变化的虚拟机迁移97

7.1 问题描述97

7.2 虚拟机迁移算法98

7.2.1 迁移时机的确定99

7.2.2 迁移虚拟机的选择99

7.2.3 迁移目的服务器的选择100

7.2.4 服务质量保证迁移算法101

7.2.5 虚拟机的节能迁移101

7.3 算法仿真与结果分析102

7.3.1 仿真环境设置102

7.3.2 主要性能指标103

7.3.3 仿真结果分析103

7.4 本章小结105

参考文献105

第8章 虚拟数据中心的实时迁移107

8.1 背景和现状107

8.2 VDC迁移策略108

8.2.1 已有的虚拟机迁移策略108

8.2.2 改进型串行多虚拟机迁移策略110

8.2.3 串行、改进型串行和并行迁移策略的比较111

8.2.4 m混合多虚拟机迁移策略114

8.2.5 多虚拟机迁移的建模117

8.2.6 数值结果121

8.3 VDC迁移的资源分配126

8.3.1 问题描述126

8.3.2 VDC迁移请求126

8.3.3 底层网络127

8.3.4 VDC重映射和迁移127

8.3.5 VDC迁移时间129

8.3.6 算法设计130

8.3.7 仿真结果133

8.4 本章小结140

参考文献141

第9章 面向链路失效的可靠虚拟数据中心映射143

9.1 研究背景及现状143

9.2 网络模型和问题描述144

9.2.1 虚拟数据中心请求144

9.2.2 物理数据中心模型145

9.2.3 基于链路失效的可靠虚拟数据中心问题描述146

9.3 面向链路失效的可靠虚拟数据中心映射算法146

9.3.1 无生存性虚拟数据中心映射算法147

9.3.2 基于传统保护的可生存虚拟数据中心映射算法149

9.3.3 基于迁移保护的可生存虚拟数据中心映射算法151

9.4 仿真结果与分析154

9.4.1 仿真环境设置155

9.4.2 仿真参数说明155

9.4.3 仿真性能对比与分析156

9.5 本章小结158

参考文献158

第10章 面向虚拟机失效的可靠虚拟数据中心映射160

10.1 背景及研究现状160

10.2 网络模型及问题描述161

10.2.1 虚拟数据中心请求161

10.2.2 物理数据中心模型162

10.2.3 面向虚拟机失效的可靠虚拟数据中心映射162

10.3 虚拟数据中心的可靠增强策略162

10.3.1 单节点冗余163

10.3.2 K节点冗余165

10.4 虚拟数据中心虚拟机失效容忍算法167

10.4.1 算法中符号和变量说明167

10.4.2 单节点冗余算法168

10.4.3 K节点冗余算法169

10.5 仿真结果与分析169

10.5.1 仿真环境设置170

10.5.2 仿真参数说明170

10.5.3 仿真性能对比与分析171

10.6 本章小结173

参考文献173

第11章 可靠性感知的VDC跨域映射175

11.1 背景及研究现状175

11.2 问题描述及建模176

11.2.1 VDC请求176

11.2.2 分布式底层基础设施177

11.2.3 VDC跨数据中心的可靠映射177

11.2.4 线性规划模型179

11.3 算法设计180

11.3.1 物理服务器分类182

11.3.2 VDC分组183

11.3.3 VDC分组的映射184

11.4 仿真及结果分析187

11.4.1 仿真环境187

11.4.2 仿真实验结果187

11.5 本章小结193

参考文献193

第12章 业务需求感知的虚拟数据中心映射195

12.1 背景及研究现状195

12.2 虚拟数据中心映射问题196

12.2.1 模型描述197

12.2.2 约束和优化目标198

12.3 映射方案设计199

12.3.1 Fat-Tree简介199

12.3.2 映射策略设计200

12.3.3 虚拟机放置201

12.3.4 虚拟链路映射203

12.4 仿真测试及结果分析204

12.4.1 仿真设置204

12.4.2 仿真结果205

12.5 本章小结208

参考文献208

索引211