【摘要】：本文旨在研究云聯(lián)邦環(huán)境中多目標(biāo)優(yōu)化的資源管理問(wèn)題。多目標(biāo)一方面包括用戶(hù)在使用云服務(wù)時(shí)簽署的服務(wù)等級(jí)約定中，對(duì)于自己將要部署到云環(huán)境下的應(yīng)用的需求進(jìn)行約束，包括性能需求、可用性需求和成本需求。另一方面包括云服務(wù)提供商對(duì)所屬物理服務(wù)器的資源利用率的需求，目的是減少能耗以達(dá)到節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本的目標(biāo)。作為云計(jì)算“pay-as-you-go”商業(yè)理念下重要的一員，云服務(wù)提供商，尤其是公有云服務(wù)提供商，總是力求以最低的能耗滿(mǎn)足所有云應(yīng)用的需求。所以云環(huán)境下的資源管理需要在滿(mǎn)足用戶(hù)需求和降低云服務(wù)提供商的成本之間進(jìn)行平衡。顯而易見(jiàn)，更多的資源保障了應(yīng)用的性能和可用性，但出于用戶(hù)成本的考慮，資源的供給不能過(guò)剩，同時(shí)過(guò)剩的資源也增加了云服務(wù)提供商的運(yùn)營(yíng)成本；反之，如果云應(yīng)用資源供給不足，盡管云服務(wù)提供商的運(yùn)營(yíng)成本可以降低，但會(huì)導(dǎo)致云應(yīng)用不能滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于性能和可用性的需求。因此，如何設(shè)計(jì)一套云環(huán)境下滿(mǎn)足多目標(biāo)約束的資源管理方案，成為了云服務(wù)用戶(hù)和云服務(wù)提供商雙方都非常關(guān)注的話題。 同時(shí)，隨著虛擬化技術(shù)的普及，越來(lái)越多的企業(yè)建立了自己的私有云以降低運(yùn)營(yíng)成本，更好地管理異構(gòu)的物理服務(wù)器。但私有云中的計(jì)算和存儲(chǔ)等資源畢竟是有限的，很有可能滿(mǎn)足不了日益龐大的應(yīng)用需求。出于不購(gòu)買(mǎi)更多的物理服務(wù)器而節(jié)約成本的考慮，私有云服務(wù)提供商選擇向公有云服務(wù)提供商租借一部分資源來(lái)彌補(bǔ)自己計(jì)算和存儲(chǔ)等能力的不足，這就構(gòu)成了云計(jì)算的聯(lián)邦形態(tài)。在云聯(lián)邦環(huán)境下，資源管理方案將遇到更大的挑戰(zhàn)，比如計(jì)算可用性將需要考慮多個(gè)云環(huán)境的情況。因此，如何改進(jìn)云資源管理模型以支持聯(lián)邦形態(tài)是當(dāng)下需要解決的重要問(wèn)題。 本文提出了一種支持聯(lián)邦形態(tài)的云資源管理方案。首先我們分析探討了云服務(wù)用戶(hù)和提供商各自的需求和這些需求之間的制約關(guān)系，然后將云資源管理問(wèn)題抽象成多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，采用串行帶權(quán)值的多目標(biāo)優(yōu)化方法，以滿(mǎn)足用戶(hù)最關(guān)心的需求為首要目標(biāo)，進(jìn)而順序地達(dá)成各個(gè)目標(biāo)，最終得到資源部署和調(diào)整方案。同時(shí)，我們分析了構(gòu)建云聯(lián)邦的動(dòng)機(jī)，根據(jù)應(yīng)用的分層結(jié)構(gòu)，提出了三種云聯(lián)邦形態(tài)：垂直、水平和混合云聯(lián)邦。我們擴(kuò)展了現(xiàn)有云環(huán)境中的架構(gòu)，，以支持聯(lián)邦形態(tài)，包括云聯(lián)邦中心，負(fù)責(zé)云服務(wù)的注冊(cè)、匹配和協(xié)作，以及云服務(wù)提供商的管理和云聯(lián)邦的構(gòu)建與銷(xiāo)毀等職責(zé)。 最后，為了驗(yàn)證本文提出的資源動(dòng)態(tài)管理方案的正確性和有效性，本文模擬真實(shí)云環(huán)境下基礎(chǔ)設(shè)施的架構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，使用不同的真實(shí)負(fù)載量數(shù)據(jù)對(duì)完整的方案進(jìn)行驗(yàn)證。具體的驗(yàn)證內(nèi)容包括：預(yù)測(cè)負(fù)載量、計(jì)算需要的虛擬資源數(shù)、放置虛擬機(jī)以保證可用性、調(diào)整虛擬機(jī)以保證資源利用率達(dá)到節(jié)省能耗的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文中提出的資源方案可以用合理的虛擬資源數(shù)量滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)應(yīng)用的性能、可用性和成本的需求，并通過(guò)調(diào)整策略，極大地減少了所使用的物理服務(wù)器的數(shù)量，達(dá)到了節(jié)省能耗的目的。 本文的主要貢獻(xiàn)在于以滿(mǎn)足云服務(wù)用戶(hù)和提供商雙方的需求為目標(biāo)，對(duì)云聯(lián)邦環(huán)境下多目標(biāo)優(yōu)化的資源管理方案進(jìn)行了初步的探索。采用一種較為新穎的方式，按照一定的優(yōu)先級(jí)順序，串行地處理這些需求。最終達(dá)到云服務(wù)用戶(hù)和提供商共贏的目的。
[Abstract]:The purpose of this paper is to study the resource management of multi-objective optimization in the cloud federation environment. The multi-objective includes, on the one hand, the user's requirements for applications that are to be deployed to the cloud environment, including performance requirements, availability requirements, and cost requirements, in a service level convention that is signed by the user when using the cloud service. on the other hand, the requirement of the cloud service provider to the resource utilization ratio of the affiliated physical server is to reduce the energy consumption so as to achieve the goal of saving the operation cost. As an important member of the cloud computing 鈥減ay-as-you-go鈥

本文編號(hào)：2371148