在现有计算机网络中,网络服务由一系列具有特定功能的设备构成,但传统的部署方式使这些网络功能与底层硬件设备高度耦合,存在部署、运营和扩展都异常艰难的缺点,导致传统网络静态僵化,无法满足当今互联网急剧增加的用户需求。为了解决传统网络弊端,北京交通大学创新性地提出了智慧协同网络这一具有“三层”“两域”体系模型的新型网络架构。其中,网络功能由虚拟化的组件承担,多个虚拟组件共同构成实现一个完整服务的网络功能族群。智慧协同网络中设计的族群资源适配过程实现了族群的按需创建,但仍然没有一个完整的机制为创建后的族群弹性调整计算资源,满足用户的业务需求变化和服务质量要求。因此,本文设计并实现了一种智慧协同网络中族群弹性伸缩机制,通过感知用户需求的变化和当前族群的虚拟资源利用率情况,实时改变分配给该族群的计算资源,实现智慧协同网络资源的动态适配。本文的主要工作与贡献如下:首先,本文介绍了本课题的研究背景,分析了国内外对于未来网络架构和弹性伸缩机制的研究现状,从而说明提出族群弹性伸缩机制的目的和意义,并进一步对智慧协同网络架构和其他相关关键技术进行了介绍。其次,本文对智慧协同网络中族群弹性伸缩机制的总体架构与流程进行了设计与实现,明确了该机制中各个模块的功能,包括可视化模块、弹性伸缩模块、部署模块和下发模块。其中弹性伸缩模块和部署模块是该机制的核心,可视化模块提供用户交互界面。弹性伸缩模块接收用户对于族群需求的变化指令和族群弹性伸缩机制的开启指令,并完成伸缩触发的判定、对待伸展虚拟组件的模板库匹配与待收缩虚拟组件的二次筛选。部署模块完成对待伸展虚拟组件的宿主物理组件的选择、对待伸展虚拟组件和待收缩虚拟组件的网络部署。同时,部署模块上采用本文提出的综合考虑物理组件资源与物理网络拓扑的虚拟组件部署算法,通过优先选择当前剩余资源、负载均衡值和跨物理组件传输时延均较小的物理组件,可以有效地提高系统中物理组件的资源利用率和减少族群中流量传输的时延。下发模块完成与计算管理器和网络管理器的交互,实现伸缩决策的实际部署。最后,为了完成族群弹性伸缩机制的功能验证与性能测试,本文将其部署到基于Open Stack的实际系统环境中,验证了该机制中各个模块的功能与虚拟组件部署机制的性能。实验结果表明族群弹性伸缩机制具有自动化、灵活性、较高资源利用率和良好的运行状态等特点,为推动智慧协同网络在更多场景下更广泛的应用提供了基础。