forked from Haixing-Hu/nju-thesis
-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
sample-bachelor.tex
1750 lines (1386 loc) · 73.1 KB
/
sample-bachelor.tex
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
%% 使用 njuthesis 文档类生成南京大学学位论文的示例文档
%%
%% 作者:胡海星,starfish (at) gmail (dot) com
%% 项目主页: http://haixing-hu.github.io/nju-thesis/
%%
%% 本样例文档中用到了吕琦同学的博士论文的提高和部分内容,在此对他表示感谢。
%%
\documentclass[bachelor]{njuthesis}
%% njuthesis 文档类的可选参数有:
%% nobackinfo 取消封二页导师签名信息。注意,按照南大的规定,是需要签名页的。
%% phd/master/bachelor 选择博士/硕士/学士论文
% 使用 blindtext 宏包自动生成章节文字
% 这仅仅是用于生成样例文档,正式论文中一般用不到该宏包
\usepackage[math]{blindtext}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 设置《国家图书馆封面》的内容,仅博士论文才需要填写
% 设置论文按照《中国图书资料分类法》的分类编号
\classification{0175.2}
% 论文的密级。需按照GB/T 7156-2003标准进行设置。预定义的值包括:
% - \openlevel,表示公开级:此级别的文献可在国内外发行和交换。
% - \controllevel,表示限制级:此级别的文献内容不涉及国家秘密,但在一定时间内
% 限制其交流和使用范围。
% - \confidentiallevel,表示秘密级:此级别的文献内容涉及一般国家秘密。
% - \clasifiedlevel,表示机密级:此级别的文献内容涉及重要的国家秘密 。
% - \mostconfidentiallevel,表示绝密级:此级别的文献内容涉及最重要的国家秘密。
% 此属性可选,默认为\openlevel,即公开级。
\securitylevel{\controllevel}
% 设置论文按照《国际十进分类法UDC》的分类编号
% 该编号可在下述网址查询:http://www.udcc.org/udcsummary/php/index.php?lang=chi
\udc{004.72}
% 国家图书馆封面上的论文标题第一行,不可换行。此属性可选,默认值为通过\title设置的标题。
\nlctitlea{数据中心}
% 国家图书馆封面上的论文标题第二行,不可换行。此属性可选,默认值为空白。
\nlctitleb{网络模型研究}
% 国家图书馆封面上的论文标题第三行,不可换行。此属性可选,默认值为空白。
\nlctitlec{}
% 导师的单位名称及地址
\supervisorinfo{南京大学计算机科学与技术系~~南京市汉口路22号~~210093}
% 答辩委员会主席
\chairman{张三丰~~教授}
% 第一位评阅人
\reviewera{阳顶天~~教授}
% 第二位评阅人
\reviewerb{张无忌~~副教授}
% 第三位评阅人
\reviewerc{黄裳~~教授}
% 第四位评阅人
\reviewerd{郭靖~~研究员}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 设置论文的中文封面
% 论文标题,不可换行
\title{数据中心网络模型研究}
% 如果论文标题过长,可以分两行,第一行用\titlea{}定义,第二行用\titleb{}定义,将上面的\title{}注释掉
% \titlea{半轻衰变$D^+\to \omega(\phi)e^+\nu_e$的研究}
% \titleb{和弱衰变$J/\psi \to D_s^{(*)-}e^+\nu_e$的寻找}
% 论文作者姓名
\author{韦小宝}
% 论文作者联系电话
\telphone{13671413272}
% 论文作者电子邮件地址
\email{[email protected]}
% 论文作者学生证号
\studentnum{MG0033011}
% 论文作者入学年份(年级)
\grade{2010}
% 导师姓名职称
\supervisor{陈近南~~教授}
% 导师的联系电话
\supervisortelphone{13671607471}
% 论文作者的学科与专业方向
\major{计算机软件与理论}
% 论文作者的研究方向
\researchfield{计算机网络与信息安全}
% 论文作者所在院系的中文名称
\department{计算机科学与技术系}
% 论文作者所在学校或机构的名称。此属性可选,默认值为``南京大学''。
\institute{南京大学}
% 论文的提交日期,需设置年、月、日。
\submitdate{2013年5月10日}
% 论文的答辩日期,需设置年、月、日。
\defenddate{2013年6月1日}
% 论文的定稿日期,需设置年、月、日。此属性可选,默认值为最后一次编译时的日期,精确到日。
%% \date{2013年5月1日}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 设置论文的英文封面
% 论文的英文标题,不可换行
\englishtitle{A Research on Network Infrastructures for Data Centers}
% 论文作者姓名的拼音
\englishauthor{WEI Xiao-Bao}
% 导师姓名职称的英文
\englishsupervisor{Professor CHEN Jin-Nan}
% 论文作者学科与专业的英文名
\englishmajor{Computer Software and Theory}
% 论文作者所在院系的英文名称
\englishdepartment{Department of Computer Science and Technology}
% 论文作者所在学校或机构的英文名称。此属性可选,默认值为``Nanjing University''。
\englishinstitute{Nanjing University}
% 论文完成日期的英文形式,它将出现在英文封面下方。需设置年、月、日。日期格式使用美国的日期
% 格式,即``Month day, year'',其中``Month''为月份的英文名全称,首字母大写;``day''为
% 该月中日期的阿拉伯数字表示;``year''为年份的四位阿拉伯数字表示。此属性可选,默认值为最后
% 一次编译时的日期。
\englishdate{May 1, 2013}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 设置论文的中文摘要
% 设置中文摘要页面的论文标题及副标题的第一行。
% 此属性可选,其默认值为使用|\title|命令所设置的论文标题
% \abstracttitlea{数据中心网络模型研究}
% 设置中文摘要页面的论文标题及副标题的第二行。
% 此属性可选,其默认值为空白
% \abstracttitleb{}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 设置论文的英文摘要
% 设置英文摘要页面的论文标题及副标题的第一行。
% 此属性可选,其默认值为使用|\englishtitle|命令所设置的论文标题
\englishabstracttitlea{A Research on Network Infrastructures}
% 设置英文摘要页面的论文标题及副标题的第二行。
% 此属性可选,其默认值为空白
\englishabstracttitleb{for Data Centers}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\begin{document}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 制作国家图书馆封面(博士学位论文才需要)
\makenlctitle
% 制作中文封面
\maketitle
% 制作英文封面
\makeenglishtitle
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 开始前言部分
\frontmatter
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 论文的中文摘要
\begin{abstract}
复杂网络的研究可上溯到20世纪60年代对ER网络的研究。90年后代随着Internet
的发展,以及对人类社会、通信网络、生物网络、社交网络等各领域研究的深入,
发现了小世界网络和无尺度现象等普适现象与方法。对复杂网络的定性定量的科
学理解和分析,已成为如今网络时代科学研究的一个重点课题。
在此背景下,由于云计算时代的到来,本文针对面向云计算的数据中心网络基础
设施设计中的若干问题,进行了几方面的研究。………………
% 中文关键词。关键词之间用中文全角分号隔开,末尾无标点符号。
\keywords{小世界理论;网络模型;数据中心}
\end{abstract}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 论文的英文摘要
\begin{englishabstract}
\blindtext
% 英文关键词。关键词之间用英文半角逗号隔开,末尾无符号。
\englishkeywords{Small World, Network Model, Data Center}
\end{englishabstract}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 论文的前言,应放在目录之前,中英文摘要之后
%
\begin{preface}
复杂网络的研究可上溯到20世纪60年代对ER网络的研究。90年后代随着Internet
的发展,以及对人类社会、通信网络、生物网络、社交网络等各领域研究的深入,
发现了小世界网络和无尺度现象等普适现象与方法。对复杂网络的定性定量的科
学理解和分析,已成为如今网络时代科学研究的一个重点课题。
在此背景下,由于云计算时代的到来,本文针对面向云计算的数据中心网络基础
设施设计中的若干问题,进行了几方面的研究。本文的创造性研究成果主要如下
几方面:
\begin{enumerate}
\item 基于簇划分的思想,提出并设计了WarpNet网络模型。该网络模型基于随机
散列,以节点微路由链接多种散列分布,实现网络互联。并对网络的带宽等指
标进行理论分析并给出定量描述。最后对比了理论分析、仿真测试结果,并在
实际物理环境中进系真实部署,通过6节点的小规模实验以及1000节点虚拟机的
大规模实验,表明该模型的理论分析、仿真测试与实际实验吻合,并在网络性
能、容错能力、伸缩性灵活性方面得到较大提升。
\item 提出DS小世界模型并构造SIDN网络,解决了把小世界理论应用于数据中心
网络布局构建中的最大度限制问题。分析了在带有最大度限制约束下,所构成
网络的平均直径、网络总带宽、对故障的容错能力等各项网络参数。理论分析
与仿真实验证明,SIDN网络具有很好的扩展能力,网络总带宽与网络规模成近
似线性增长的关系;具有很强的容错能力,链路损坏与节点损坏几乎无法破坏
网络的联通性,故障率对网络性能的影响与破坏节点/链路占总资源比率线性相
关。
\item 分析了无尺度网络在数据中心网络构建应用中的理论方面问题。在引入节
点最大度限制之后,给出无尺度网络的各项网络参数。并进一步分析了交换机
节点以及计算节点两种角色在不同比率的组合下对网络性能的影响,给出最高
性价比的比率参数。最后通过理论分析与仿真实验证明,在引入了无尺度现象
之后,提高了网络的聚类系数,从而显著的提升了网络的性能。
\item 针对网络模型研究这一类工作的共性,设计构造通用验证平台系统。以海
量虚拟机和虚拟分布式交换机的形式,实现了基于少量物理节点,对大规模节
点的模拟。其模拟运行的过程与真实运行在实现层面完全一致,运行的结果与
真实环境线性相关。除为本文所涉若干网络模型提供验证外,可进一步推广到
更为广泛的领域,为各种网络模型及路由算法的研究工作,提供分析、指导与
验证。
\end{enumerate}
复杂网络的研究可上溯到20世纪60年代对ER网络的研究。90年后代随着Internet
的发展,以及对人类社会、通信网络、生物网络、社交网络等各领域研究的深入,
发现了小世界网络和无尺度现象等普适现象与方法。对复杂网络的定性定量的科
学理解和分析,已成为如今网络时代科学研究的一个重点课题。
在此背景下,由于云计算时代的到来,本文针对面向云计算的数据中心网络基础
设施设计中的若干问题,进行了几方面的研究。本文的创造性研究成果主要如下
几方面:
\begin{enumerate}
\item 基于簇划分的思想,提出并设计了WarpNet网络模型。该网络模型基于随机
散列,以节点微路由链接多种散列分布,实现网络互联。并对网络的带宽等指
标进行理论分析并给出定量描述。最后对比了理论分析、仿真测试结果,并在
实际物理环境中进系真实部署,通过6节点的小规模实验以及1000节点虚拟机的
大规模实验,表明该模型的理论分析、仿真测试与实际实验吻合,并在网络性
能、容错能力、伸缩性灵活性方面得到较大提升。
\item 提出DS小世界模型并构造SIDN网络,解决了把小世界理论应用于数据中心
网络布局构建中的最大度限制问题。分析了在带有最大度限制约束下,所构成
网络的平均直径、网络总带宽、对故障的容错能力等各项网络参数。理论分析
与仿真实验证明,SIDN网络具有很好的扩展能力,网络总带宽与网络规模成近
似线性增长的关系;具有很强的容错能力,链路损坏与节点损坏几乎无法破坏
网络的联通性,故障率对网络性能的影响与破坏节点/链路占总资源比率线性相
关。
\item 分析了无尺度网络在数据中心网络构建应用中的理论方面问题。在引入节
点最大度限制之后,给出无尺度网络的各项网络参数。并进一步分析了交换机
节点以及计算节点两种角色在不同比率的组合下对网络性能的影响,给出最高
性价比的比率参数。最后通过理论分析与仿真实验证明,在引入了无尺度现象
之后,提高了网络的聚类系数,从而显著的提升了网络的性能。
\item 针对网络模型研究这一类工作的共性,设计构造通用验证平台系统。以海
量虚拟机和虚拟分布式交换机的形式,实现了基于少量物理节点,对大规模节
点的模拟。其模拟运行的过程与真实运行在实现层面完全一致,运行的结果与
真实环境线性相关。除为本文所涉若干网络模型提供验证外,可进一步推广到
更为广泛的领域,为各种网络模型及路由算法的研究工作,提供分析、指导与
验证。
\end{enumerate}
\vspace{1cm}
\begin{flushright}
韦小宝\\
2013年夏于南京大学
\end{flushright}
\end{preface}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 生成论文目次
\tableofcontents
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 生成插图清单。如无需插图清单则可注释掉下述语句。
\listoffigures
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 生成附表清单。如无需附表清单则可注释掉下述语句。
\listoftables
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 开始正文部分
\mainmatter
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 学位论文的正文应以《绪论》作为第一章
\chapter{绪论}\label{chapter_introduction}
\section{研究背景}
在分布式网络领域,沿着高性能集群、普世计算、网格计算的方向,现已走入云
计算时代。
云计算对信息技术架构造成了越来越大的影响。例如,借助Amazon EC2云平台,
用户借助其基础设施,可以十分方便的部署各类应用,以支持企业服务需求。用
户可以按需购买计算资源,网络带宽,存储空间等各类资源以支持他们的业务需
求,并在业务完成之后迅速的归还这些资源。通过云技术,用户可以集中在他们
擅长的核心业务之中,而不会被诸如硬件购买、安装系统、网络设置、备份和安
全等等问题干扰。
与此同时,随着计算机的普及化和微型化,现在的手持设备拥有不输于7年前台式
机的处理能力。在网络时代面前,智能终端广泛普及,每个人都可成为信息源。
在信息爆炸的时代,数据挖掘、机器学习、金融分析和模拟等行业中不断涌现新
的需求,诸如针对用户行为和社会关系的挖掘进行广告精准投放,用户行为预测
等。为了支撑PB级尺度的数据规模,需要海量的计算节点,催生并不断促进了各
行各业对云计算基础设施的建设需求。
海量的数据需要海量的处理能力,然而海量的处理能力又需要高带宽的网络IO为
承载。作为云环境中最基础的一环,IaaS层在网络、存储、计算资源的分割这几
方面,承担起整个系统的基石。虽然并非必须,但一般来说,为考虑沙盘环境,
以及对资源的细粒度切割分配,IaaS通常会伴随着虚拟化技术的运用。虚拟化具
有许多与云计算切合的特点,例如,虚拟化可以屏蔽物理环境的差异,可在多物
理节点中进行无缝迁移,可对系统进行快照和还原。这些特点都与云计算时代所
追求的灵活性、高伸缩性、快速响应等特点而吻合。
在虚拟化实现方面,目前已取得了诸如ESXi,Xen,KVM等成熟成果。然而当虚拟
化扩大的一定规模,随着节点数目的增多,在网络方面将会面临一系列取舍的问
题。例如,基于二层交换的扁平网络,当节点数目上升到千数量级时,广播报文
将会极大的拖累网络性能,必须通过划分子网,通过三层路由等形式重新规划为
多层网络结构;另一方面,除了联通之外,还需要考虑ACL控制,负载均衡,外网
通讯等各类防火墙以及NAT规则的实现。这些复杂的网络配置,在一定程度上抵消
了虚拟机带来的灵活性。例如虽然虚拟机可根据需要动态迁移,但在迁移之后,
由于网络位置的变化需要重新进行网络参数配置。虽然虚拟机在迁移过程中系统
内部状态没有变化,但站在网络角度看,该虚拟节点跟关机重启没有区别。
针对上述问题,本文站在面向云计算时代的数据中心网络建设的角度,对网络模
型进行深入研究和探讨。通过改善二层交换网络的ARP机制来解决广播风暴问题,
引入比树形网络更为复杂的复杂网络理论,指导网络节点的互联模型。从而将网
络的复杂性隐藏在节点环境之外,在节点层面仅提供简单但巨大的二层交换扁平
网络。
\section{研究目的与意义}
\subsection{现有解决方法}
\Blindtext
\begin{table}
\centering
\begin{tabular}{cccp{38mm}}
\toprule
\textbf{文档域类型} & \textbf{Java类型} & \textbf{宽度(字节)} & \textbf{说明} \\
\midrule
BOOLEAN & boolean & 1 & \\
CHAR & char & 2 & UTF-16字符 \\
BYTE & byte & 1 & 有符号8位整数 \\
SHORT & short & 2 & 有符号16位整数 \\
INT & int & 4 & 有符号32位整数 \\
LONG & long & 8 & 有符号64位整数 \\
STRING & String & 字符串长度 & 以UTF-8编码存储 \\
DATE & java.util.Date & 8 & 距离GMT时间1970年1月1日0点0分0秒的毫秒数 \\
BYTE\_ARRAY & byte$[]$ & 数组长度 & 用于存储二进制值 \\
BIG\_INTEGER & java.math.BigInteger & 和具体值有关 & 任意精度的长整数 \\
BIG\_DECIMAL & java.math.BigDecimal & 和具体值有关 & 任意精度的十进制实数 \\
\bottomrule
\end{tabular}
\caption{测试表格}\label{table:test1}
\end{table}
\Blindtext
\subsection{现有问题与不足}
测试一下脚注\footnote{测试脚注},测试一下脚注\footnote{测试脚注},测试一下脚
注\footnote{测试脚注},测试一下脚注\footnote{测试脚注},测试一下脚注\footnote{测
试脚注},测试一下脚注\footnote{测试脚注},测试一下脚注\footnote{测试脚注},测
试一下脚注\footnote{测试脚注},测试一下脚注\footnote{测试脚注},测试一下脚
注\footnote{测试脚注}。
测试一下引用\cite{newman2006structure},连续引用
\cite{newman2001random,aiello2000random,bollobas2001random},另一个连续引用
\cite{newman2001random,bollobas2001random,barabasi1999emergence}。测试一下带页码
的引用\cite[124--128]{erdHos1961strength}。
下面是一个项目列表:
\begin{itemize}
\item 这是第一项。这是第一项。
\item 这是第二项。这是第二项。这是第二项。这是第二项。这是第二项。这是第二项。这
是第二项。这是第二项。这是第二项。这是第二项。这是第二项。
\item 这是第三项。这是第三项。这是第三项。
\begin{itemize}
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。
\begin{itemize}
\item 测试第三层列表。测试第三层列表。
\item 测试第三层列表。测试第三层列表。
\end{itemize}
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二
层列表。
\end{itemize}
\item 这是第四项。这是第四项。这是第四项。
\begin{enumerate}
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二
层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二
层列表。
\end{enumerate}
\end{itemize}
下面是一个编号列表:
\begin{enumerate}
\item 这是第一项。这是第一项。这是第一项。这是第一项。这是第一项。这是第一项。这
是第一项。这是第一项。这是第一项。这是第一项。这是第一项。
\item 这是第二项。这是第二项。
\item 这是第三项。这是第三项。这是第三项。
\begin{itemize}
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二
层列表。
\end{itemize}
\item 这是第四项。这是第四项。这是第四项。
\begin{enumerate}
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。
\begin{enumerate}
\item 测试第三层列表。测试第三层列表。测试第三层列表。测试第三层列表。测试第三
层列表。测试第三层列表。
\item 测试第三层列表。测试第三层列表。
\item 测试第三层列表。测试第三层列表。测试第三层列表。
\end{enumerate}
\item 测试第二层列表。测试第二层列表。测试第二层列表。
\end{enumerate}
\end{enumerate}
下面是最多三层的阿拉伯数字列表:
\begin{arabicenum}
\item 第1项
\item 第2项
\begin{arabicenum}
\item 第2.1项
\item 第2.2项
\begin{arabicenum}
\item 第2.2.1项
\item 第2.2.2项
\item 第2.2.3项
\end{arabicenum}
\item 第2.3项
\end{arabicenum}
\item 第3项
\end{arabicenum}
下面是最多两层的罗马数字列表:
\begin{romanenum}
\item 第1项
\item 第2项
\begin{romanenum}
\item 第2.1项
\item 第2.2项
\item 第2.3项
\end{romanenum}
\item 第3项
\end{romanenum}
下面是最多两层的小写字母列表:
\begin{alphaenum}
\item 第1项
\item 第2项
\begin{alphaenum}
\item 第2.1项
\item 第2.2项
\item 第2.3项
\end{alphaenum}
\item 第3项
\end{alphaenum}
下面是最多两层的情况列表:
\begin{caseenum}
\item 第1项
\item 第2项
\begin{caseenum}
\item 第2.1项
\item 第2.2项
\item 第2.3项
\end{caseenum}
\item 第3项
\end{caseenum}
下面是最多两层的步骤列表:
\begin{stepenum}
\item 第1项
\item 第2项
\begin{stepenum}
\item 第2.1项
\item 第2.2项
\item 第2.3项
\end{stepenum}
\item 第3项
\end{stepenum}
下面测试一下引用环境|quote|。下面测试一下引用环境|quote|。下面测试一下引用环境|quote|。
下面测试一下引用环境|quote|。下面测试一下引用环境|quote|。下面测试一下引用环境|quote|。
下面测试一下引用环境|quote|。下面测试一下引用环境|quote|。下面测试一下引用环境|quote|。
\begin{quote}
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。
\end{quote}
下面测试一下引用环境|quotation|。下面测试一下引用环境|quotation|。
下面测试一下引用环境|quotation|。下面测试一下引用环境|quotation|。
下面测试一下引用环境|quotation|。下面测试一下引用环境|quotation|。
下面测试一下引用环境|quotation|。下面测试一下引用环境|quotation|。
下面测试一下引用环境|quotation|。
\begin{quotation}
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。这是一段引用。
这是一段引用。这是一段引用。
\end{quotation}
引用结束。引用结束。引用结束。引用结束。引用结束。引用结束。引用结束。引用结束。引用结束。
引用结束。引用结束。引用结束。
测试一下定理环境。
\begin{theorem}[测试定理]
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{theorem}
\begin{proof}
\blindtext
\end{proof}
\blindtext
\begin{theorem}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{theorem}
\begin{proof}
\blindtext
\end{proof}
\blindtext
\begin{lemma}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{lemma}
\begin{proof}
\blindtext
\end{proof}
\blindtext
\begin{definition}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{definition}
\blindtext
\begin{corollary}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{corollary}
\blindtext
\begin{proposition}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{proposition}
\blindtext
\begin{fact}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{fact}
\blindtext
\begin{assumption}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{assumption}
\blindtext
\begin{conjecture}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{conjecture}
\blindtext
\begin{hypothesis}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{hypothesis}
\blindtext
\begin{axiom}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{axiom}
\blindtext
\begin{postulate}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{postulate}
\blindtext
\begin{principle}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{principle}
\blindtext
\begin{problem}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{problem}
\begin{solution}
\blindtext
\end{solution}
\blindtext
\begin{problem}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{problem}
\begin{solution}
\blindtext
\end{solution}
\blindtext
\begin{exercise}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{exercise}
\blindtext
\begin{exercise}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{exercise}
\begin{algorithm}
测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。测试一下
定理环境。测试一下定理环境。测试一下定理环境。
\end{algorithm}
\subsection{中心观点与思想}
云计算在概念上通常被分为IaaS、PaaS、SaaS几个层面。但透过分类去理解其本
质,可认为是上世纪70年代基于大型计算机的中心控制型瘦客户端终端模式,在
如今技术水平上的一种新的表达,是在技术发展道路中,螺旋上升的结果。
与瘦客户端相比,云计算在设计结构上存在一定的相似性。
\begin{enumerate}
\item 中心控制的模式:通过中心的大规模硬件提供统一的计算,可大大降低管理成本,提
高硬件资源利用率,同时降低客户端的硬件成本需求。例如Nvidia推出Georce GRID平台
\cite{NVIDIAGRID},推出了GaaS\footnote{Gaming as a Service}概念。将
GPU放置在云端,使得用户不需要再不断购买升级显卡,并可在更为广泛的终端(包括手机、
平板、智能电视)和地点体验最新的游戏。
\item 数据集中:由于瘦客户端的关系,数据都集中存储在中心,可对数据提供
可靠的保护,并且通过按需调用的实现方式,降低对网络带宽的需求。
\end{enumerate}
在设计思路上,两者都为了降低管理成本和硬件成本、以低能耗、高弹性等需求
为设计目标。随着技术的进步,云计算在具体实现形态上与传统的大型机也有很
大的不同:
一方面,云中心不再是传统的一台大型机,而是用大量廉价计算节点的互联来提
供海量资源。云计算更强调资源规模的无缝、平滑扩展,以及高可靠性,无单点
故障问题。另一方面,云计算时代的终端,也具备相当计算能力。随着web2.0的
整合,还有向胖客户端和智能终端发展的趋势。
总而言之,云计算在大框架中是传统的中心控制/终端的模式,但在中心与终端
两方面,都引入分布式技术加以改良。核心的思路是在低成本的前提下做到高可
靠性、高灵活性和高伸缩性。因此,云计算并不仅仅以数量换性能的表象,本质
上为低成本高性能,追求高能效比,并在实现层面讲究可实现性和可操作性。
\subsection{需要解决的问题与挑战}
测试一下中文字体:
{\songti\zihao{0} 宋体,初号}
{\songti\zihao{-0} 宋体,小初}
{\songti\zihao{1} 宋体,一号}
{\songti\zihao{-1} 宋体,小一}
{\songti\zihao{2} 宋体,二号}
{\songti\zihao{-2} 宋体,小二}
{\songti\zihao{3} 宋体,三号}
{\songti\zihao{-3} 宋体,小三}
{\songti\zihao{4} 宋体,四号}
{\songti\zihao{-4} 宋体,小四}
{\songti\zihao{5} 宋体,五号}
{\songti\zihao{-5} 宋体,小五}
{\songti\zihao{6} 宋体,六号}
{\songti\zihao{-6} 宋体,小六}
{\songti\zihao{7} 宋体,七号}
{\songti\zihao{8} 宋体,八号}
{\heiti\zihao{0} 黑体,初号}
{\heiti\zihao{-0} 黑体,小初}
{\heiti\zihao{1} 黑体,一号}
{\heiti\zihao{-1} 黑体,小一}
{\heiti\zihao{2} 黑体,二号}
{\heiti\zihao{-2} 黑体,小二}
{\heiti\zihao{3} 黑体,三号}
{\heiti\zihao{-3} 黑体,小三}
{\heiti\zihao{4} 黑体,四号}
{\heiti\zihao{-4} 黑体,小四}
{\heiti\zihao{5} 黑体,五号}
{\heiti\zihao{-5} 黑体,小五}
{\heiti\zihao{6} 黑体,六号}
{\heiti\zihao{-6} 黑体,小六}
{\heiti\zihao{7} 黑体,七号}
{\heiti\zihao{8} 黑体,八号}
{\kaishu\zihao{0} 楷书,初号}
{\kaishu\zihao{-0} 楷书,小初}
{\kaishu\zihao{1} 楷书,一号}
{\kaishu\zihao{-1} 楷书,小一}
{\kaishu\zihao{2} 楷书,二号}
{\kaishu\zihao{-2} 楷书,小二}
{\kaishu\zihao{3} 楷书,三号}
{\kaishu\zihao{-3} 楷书,小三}
{\kaishu\zihao{4} 楷书,四号}
{\kaishu\zihao{-4} 楷书,小四}
{\kaishu\zihao{5} 楷书,五号}
{\kaishu\zihao{-5} 楷书,小五}
{\kaishu\zihao{6} 楷书,六号}
{\kaishu\zihao{-6} 楷书,小六}
{\kaishu\zihao{7} 楷书,七号}
{\kaishu\zihao{8} 楷书,八号}
{\fangsong\zihao{0} 仿宋,初号}
{\fangsong\zihao{-0} 仿宋,小初}
{\fangsong\zihao{1} 仿宋,一号}
{\fangsong\zihao{-1} 仿宋,小一}
{\fangsong\zihao{2} 仿宋,二号}
{\fangsong\zihao{-2} 仿宋,小二}
{\fangsong\zihao{3} 仿宋,三号}
{\fangsong\zihao{-3} 仿宋,小三}
{\fangsong\zihao{4} 仿宋,四号}
{\fangsong\zihao{-4} 仿宋,小四}
{\fangsong\zihao{5} 仿宋,五号}
{\fangsong\zihao{-5} 仿宋,小五}
{\fangsong\zihao{6} 仿宋,六号}
{\fangsong\zihao{-6} 仿宋,小六}
{\fangsong\zihao{7} 仿宋,七号}
{\fangsong\zihao{8} 仿宋,八号}
测试一下标准字号:
{\Huge 汉字,Huge}
{\huge 汉字,huge}
{\LARGE 汉字,LARGE}
{\Large 汉字,Large}
{\large 汉字,large}
{\normalsize 汉字,normalsize}
{\small 汉字,small}
{\footnotesize 汉字,footnotesize}
{\scriptsize 汉字,scriptsize}
{\tiny 汉字,tiny}
测试一下标准字体的变形:
{\songti 宋体} {\heiti 黑体} {\kaishu 楷书} {\fangsong 仿宋}
{\textsl{textsl字体}}
{\bfseries bfseries字体}
{\textbf{textbf字体}}
{\textit{textit字体}}
测试一下数学公式中的字体大小。
\newcommand{\set}[1]{\left\{\,#1\,\right\}}
\newcommand{\card}[1]{\left|\,#1\,\right|}
Fall-Out指标计算公式如下:
\begin{equation*}
\mbox{fallout} = \frac{\card{\set{\text{不相关文档}}\cap\set{\text{获取的文档}}}}{\card{\set{\text{不相关文档}}}}
\end{equation*}
\section{研究的应用背景}
云计算作为分布式技术的当前表现形式,通过将众多节点资源整合,以冗余、去
中心化的分布式模式,实现传统技术中需要大型机才能解决的海量信息问题。一
言而概之,“人多力量大”。
但随着节点数目的增多,问题的重点将逐步转换为如何对大量节点进行高效互联。图
\ref{fig:test1}所示为传统IaaS云中心网络结构的一部分。通过BR边界路由器,AR接入路
由器构建数据中心的主干;核心交换机和接入交换机S,构成二层交换网络层,大量的服务
器节点通过二层交换机被最终接入整个网络。
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width= 0.5\textwidth]{njuname.eps}\\
\caption{测试插图}\label{fig:test1}
\end{figure}
在上述传统网络中,当节点总数达到数千乃至万数量级时,上层链路的聚合带宽
将不断提高,从而对核心交换机、接入路由器、边界路由器的指标提出了极高的
要求。以至于少数核心网络设备,成为整个网络中的高价格、高性能单点。一方
面与原本追求低成本、分布化、去中心化的云技术设计理念背道而驰,另一方面
也降低了网络的健壮性。因而本文所做工作对数据中心的网络基础设施而言,具
有较大应用价值。
\subsection{IaaS云中心}
\Blindtext
\subsection{PaaS云中心}
\Blindtext
\section{论文结构}
\Blindtext
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{小世界网络模型}\label{chapter_smallworld}
\section{小世界现象}
生活中,常出现初次见面的陌生人却拥有双方都认识的共同熟人,于是大家时常
会感叹:“这世界真小!”。这种现象被称为``小世界现象'',后又称为``六度
分割理论''。
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width= 0.5\textwidth]{njuname.eps}\\
\caption{测试插图}\label{fig:test2}
\end{figure}
1909年,现代无线电之父Guglielmo Marconi在其诺贝尔奖致辞中讨论了覆盖整个地球所需
的无线电中继站数目,并根据他的实验结果计算出平均需要$5.83$(近似为$6$)个中继站
\cite{marconi1909nobel}。这个结论,被认为是``六度分割理论''中的常数$6$的最早出处
\cite{barabasi2003linked}。
1929年,匈牙利作家Frigyes Karinthy发表了一部短篇小说集《Everything is
Different》。其中一篇名为《Chain-Links》的小说以抽象的、概念性的和虚
构的方式研究了网络理论领域的很多问题,而这些问题使得未来几代的数学家、
社会学家和物理学家都为之着迷\cite{newman2006structure,
barabasi2003linked}。Karinthy认为,随着通讯技术和交通技术的发展,人际
关系网会变得越来越来大,扩张得越来越远,整个世界将因此而``缩小''。他认
为,虽然人类个体之间的物理距离可能很远,但人类社交网络密度的增加使得人
类个体之间的社会性距离变得非常小。根据这个假设,Karinthy的小说的主角相
信:``任何两个人之间可以通过不超过五个中间人相联系''。Karinthy的想法直
接或间接地影响了早期的社交网络理论的研究,他被认为是六度分隔(six
degrees of separation)理论的最早提出者\cite{barabasi2003linked}。
\begin{table}
\centering
\begin{tabular}{cccp{38mm}}
\toprule
\textbf{文档域类型} & \textbf{Java类型} & \textbf{宽度(字节)} & \textbf{说明} \\
\midrule
BOOLEAN & boolean & 1 & \\
CHAR & char & 2 & UTF-16字符 \\
BYTE & byte & 1 & 有符号8位整数 \\
SHORT & short & 2 & 有符号16位整数 \\
INT & int & 4 & 有符号32位整数 \\
LONG & long & 8 & 有符号64位整数 \\
STRING & String & 字符串长度 & 以UTF-8编码存储 \\
DATE & java.util.Date & 8 & 距离GMT时间1970年1月1日0点0分0秒的毫秒数 \\
BYTE\_ARRAY & byte$[]$ & 数组长度 & 用于存储二进制值 \\
BIG\_INTEGER & java.math.BigInteger & 和具体值有关 & 任意精度的长整数 \\
BIG\_DECIMAL & java.math.BigDecimal & 和具体值有关 & 任意精度的十进制实数 \\
\bottomrule
\end{tabular}
\caption{测试表格}\label{table:test2}
\end{table}
1961年,Michael Gurevich在社会学家Ithiel de Sola Pool的指导下完成了他的
博士论文,对社交网络进行了实验性的研究。随后,数学家Manfred Kochen与
Sola Pool一道在他们的手稿《Contacts and Influences》中对这些实验结果做
了分析,发现在美国人口中,任意两个人之间通常只需不超过两个中间人即可互
相联系\cite{pool1978}。1973年他们又利用计算机,基于Gurevich的数据,用
Monte Carlo法做了模拟,并证实了该结论\cite{pool1978},从而为心理学家
Stanley Milgram后来的发现打下了基础。
\section{网络结构的重要指标}
在刻画复杂网络结构的统计特性上有三个重要的指标:平均路径长度(average
path length)、聚类系数(clustering coefficient)和度分布(degree
distribution)。事实上,Watts和Strogatz提出小世界网络模型的初衷,就是
想建立一个既具有类似随机图的较小的平均路径长度,又具有类似规则网络的较
大的聚类系数的网络模型。
\subsection{平均路径长度}
\begin{definition}[节点之间的距离]
网络中两个节点$i$和$j$之间的距离(distance)$d_{ij}$定义为连接这两个节点
的最短路径上的边数。
\end{definition}
\begin{definition}[直径]
网络中任意两个节点之间的距离的最大值称为该网络的直径,记为$D$,即
\begin{equation}\label{eq:dimension}
D = \max_{i,j} d_{ij}
\end{equation}
\end{definition}
\begin{figure}[htbp]
\centering
\includegraphics[width= 0.5\textwidth]{njuname.eps}\\
\caption{测试插图}\label{fig:test3}
\end{figure}
\begin{definition}[平均路径长度]
网络的平均路径长度$L$定义为任意两个节点之间的距离的平均值,即
\begin{equation}\label{eq:avarage_path_lentgh}
L = \frac{2}{N(N+1)}\sum_{i\geq j}d_{ij}
\end{equation}
其中$N$为网络节点数。网络的平均路径长度也称为网络的特征路径长度。
\end{definition}
注意,为了便于数学处理,在公式\eqref{eq:avarage_path_lentgh}中包含了节
点到其自身的距离(该距离为零)。如果不考虑节点到其自身的距离,那么公式
\eqref{eq:avarage_path_lentgh}的右端需要乘以因子$(N+1)/(N-1)$。在实际应
用中,该差别可以忽略不计。
\subsection{聚类系数}
\begin{table}
\centering
\begin{tabular}{cccp{38mm}}
\toprule
\textbf{文档域类型} & \textbf{Java类型} & \textbf{宽度(字节)} & \textbf{说明} \\
\midrule
BOOLEAN & boolean & 1 & \\
CHAR & char & 2 & UTF-16字符 \\
BYTE & byte & 1 & 有符号8位整数 \\
SHORT & short & 2 & 有符号16位整数 \\
INT & int & 4 & 有符号32位整数 \\