IDEAL：面向SDN控制网络的、具有影响感知功能的虚拟数据中心嵌入与增量分析技术

《IEEE Access》：IDEAL: Impact-Aware Virtual Data Center Embedding with Incremental Analysis for SDN-controlled Networks

　　

摘要：

虚拟数据中心嵌入技术（VDCE）将包含虚拟机（VM）和虚拟链路（VL）的虚拟数据中心请求（VDCR）映射到物理网络（PN）上。由于该问题需要同时分配计算资源和通信资源，因此属于NP难问题。在真实的数据中心中，虚拟机的放置是按顺序进行且受状态影响的：每次确定的放置都会改变主机利用率、能耗以及负载分布，进而影响后续的映射决策。现有的VDCE方案往往依赖静态资源快照或单目标启发式方法，因此无法充分评估对不断变化的物理网络的放置影响。这可能导致资源利用效率低下以及能耗增加。为解决这一难题，本文提出了一种针对SDN控制型网络的、具有增量分析功能的感知影响虚拟数据中心嵌入技术（IDEAL）。IDEAL通过两个标准来评估每个临时虚拟机放置所带来的系统增量影响：边际能耗增加量以及负载平衡偏差的增量。这两个标准可用于量化临时放置所导致的额外能耗以及剩余资源分布的变化。主机选择则通过一种结合了层次分析法（AHP）和VIKOR方法的轻量级决策支持流程来完成。通过对CEVNE、DROI、SCA-R、LitE以及First-Fit等测试方法的评估，结果表明IDEAL平均可降低活跃主机的能耗48.70%，减少活跃主机数量47.61%，并提升负载平衡效率75.72%。由于闲置主机也会因其基础功耗而被计入，因此物理网络的总能耗降低幅度相对较小。