陈磊　章兢　蔡立军　孟涛　何庭钦

摘要：提出了一种基于网络感知的两阶段虚拟机分配算法（NWTP）。首先，针对现代数据中心网络拓扑的随机性（树形、服务器和光纤混合），根据交互对象的不同，将虚拟机的带宽请求分为网内带宽和网间带宽两种。其次，将虚拟机的分配过程分解成带宽区域划分和物理主机分配两个彼此连续的阶段，建立网络感知模型。然后，利用流水线技术将带宽区域划分和物理主机分配看作两个连续的工序，并发进行分配处理。在带宽区域划分环节，利用节点介数和聚集系数动态感知物理主机的稳定性，通过差异化的分配策略为虚拟机子集选择合适的物理主机区域。在物理主机分配环节，将更多的虚拟机分配到负载方差最大的物理主机上，提高虚拟机网内带宽的节约度，均衡物理主机的资源负载。最后，对NWTP，遗传GA，模拟退火SA，贪婪GR四种算法进行大量的仿真实验，从分配时间、延迟、吞吐率、CPU利用率、带宽利用率和物理主机使用情况六个方面验证了NWTP算法的性能。

关键词：流水线技术；数据中心；云计算；网络感知；虚拟机分配

中图分类号：TP391 文献标识码：A

数据中心是成百上千台物理主机、存储通过网络设备彼此互连，利用互联网向社会提供计算和服务的场所。传统的数据中心存在租用成本高、地域限制等缺陷，仅能为大型企业和政府机构提供计算或存储服务。随着云计算的不断发展和演变，按需付费的商业模式和虚拟机技术给传统数据中心带来了前所未有的机遇。……