可靠性感知下的虚拟数据中心映射算法

　　在云计算时代，随着社会对计算需求的不断扩大，数据中心的规模也在迅速变大。但是，在庞大的数据中心背后，其资源的平均利用率却相对较低，大部分设备空闲，给数据中心增加了巨大的能耗负担。目前，数据中心中使用虚拟化技术，可以有效提高数据中心资源利用率。在这种新趋势下，每个租户的资源请求可抽象为一组虚拟机（ Virtual Machine，VM）构成的虚拟数据中心（Virtual Data Center，VDC），每个VM对应一定的计算资源（包括CPU、内存以及硬盘等）；同时为了传递数据和中间文件，VM之间需要建立具有带宽保障的通信链路，以满足VM之间的通信需求。由于VM放置与VM间通信带宽的路由的紧耦合，使得把VDC映射到数据中心的这个过程变得非常复杂。

　　虚拟网络（ Virtual Network．VN）映射问题与VDC映射问题很类似，在VN映射上已有许多研究，但VDC映射的研究还较少。VDC映射与VN映射不同的是：在映射VN时，每个物理服务器上只能映射一个VM，而映射VDC时，每个物理服务器上可以同时映射多个VM。因此现有的VN映射算法并不能直接用于解决VDC映射问题。

　　Guo等提出昀SecondNet算法解决了VDC映射的带宽保障问题，它可以在一定程度上提高数据中心网络的利用率；但是由于SecondNet算法在一个服务器上只能映射一个VM，所以网络资源利用率仍然较低，VM之间的带宽需求会造成数据中心带宽的巨大消耗。Fuerst等提出的LOCO算法利用对VM进行自动分组的方式来提高网络资源利用率。与SecondNet算法相比，LOCO算法提高了数据中心网络的利用率和VDC的映射成功率；但是由于LOCO算法把VDC中的VM尽可能合并映射，所以VDC的可靠性无法得到保障。Luo等提出的2EM算法首次以节能为目标来进行VDC映射。2EM算法对LOCO算法进行了优化，使得能关闭的空闲服务器和链路尽可能多；但是2EM也是把VM尽可能合并映射，所以VDC的可靠性也无法保障。

　　从前面分析可知，现有的VDC映射算法还未涉及可靠性问题。本文提出一个可靠性感知的VDC（ Reliability-Aware　Virtual Data Center，RAVDC）映射算法来解决可靠性感知下的VDC映射问题。RAVDC算法会首先保证VDC的可靠性需求，然后以减少带宽消耗和降低能耗为主要目标进行VDC映射。