【摘要】：云服務因具有按需使用、可計量、快速彈性等突出優(yōu)勢而快速普及,應用領域日益廣泛,備受學術界和產業(yè)界關注。云服務通過云平臺及網絡提供,可用性和可靠性是用戶的重要關注點,直接影響云服務質量,開展測評和優(yōu)化研究意義重大。目前,學術界從云服務過程監(jiān)控、故障預警和資源優(yōu)化等方面開展了云服務可用性和可靠性測評研究,但系統(tǒng)化的測評與優(yōu)化仍處于探索階段。云服務質量指標定義的主觀性與不一致性,導致測評的盲目性,需要統(tǒng)一云服務質量模型以支持綜合測評;云服務可用性與可靠性測評指標和方法的差異化,造成SLA達成度的度量難,需要分別研究可用性和可靠性系統(tǒng)化的測評方法;云服務融合邊緣計算因邊緣資源有限易造成抖動,致使服務可靠性下降,需要研究云-邊負載協(xié)同遷移來保障可靠性。因此,本文以云服務的可用性和可靠性為研究對象,以系統(tǒng)測評和優(yōu)化為目標,從云服務質量模型、可用性和可靠性測評方法以及邊緣資源優(yōu)化方面開展關鍵技術研究。主要研究內容和創(chuàng)新點如下:(1)針對云服務質量指標定義的不一致性,導致測評的盲目性和可重用性差的問題,通過深入分析云服務的質量特性及內在聯系,提出云服務質量模型并標準化�；谠撃Ｐ�,深入研究云服務質量的測評函數和測評方法,提出基于層次分析的綜合測評方法,并通過測評示例闡述模型的應用過程。最后與ITSQM、SMI等質量模型進行了詳細對比,所提的云服務質量模型兼顧了 SMI的客觀測評優(yōu)勢,拓展了ITSQM的可用性,改進了SMI過度關注云計算系統(tǒng)而弱化用戶體驗的缺陷。(2)針對云服務可用性需求的不確定性、指標定義的主觀性,造成了云服務選擇適用范圍有限、用戶體驗不能有效保障的問題,詳細分析了影響用戶選擇云服務的行為因素,從功能適宜、專業(yè)化、人性化、可信、價值等角度,構建云服務可用性測評指標體系。融合TOPSIS和層次分析法,提出云服務可用性層次測評方法,支持差異化指標權值自動化生成,有效避免主觀惡意因素的影響。實驗結果表明該測評方法相較于傳統(tǒng)的層次分析法具有更強的適用性,與用戶需求的匹配度顯著提高。(3)針對測評指標和方法的差異化導致云服務可靠性難以有效保障的問題,重點研究影響可靠性的綜合因素,圍繞可達性、連續(xù)性、可恢復性和數據備份構建云服務可靠性測評指標體系。為保障測評結果的一致性,通過無量綱化和歸一化處理,研究基于分類統(tǒng)計和層次變權的云服務可靠性測評方法,消除測評指標差異性對綜合測評結果的影響。最后,對測評方法進行了實例對比驗證。驗證結果表明,提出的測評方法具有較強的適用性和可操作性,能為保障云服務的可靠性提供有效指導。(4)針對云-邊協(xié)同場景下邊緣資源按需動態(tài)調整效率低而引發(fā)業(yè)務穩(wěn)定性差甚至中斷的問題,通過深入分析云-邊協(xié)同的網絡特點,研究基于馬爾科夫預測模型的云服務資源調度算法,使得服務器超負載閾值的情況下能夠快速選擇任務待遷移服務器和轉移鏈路,以保證云服務的可靠性。通過仿真表明,高負載服務器能夠將負載成功轉移到低負載服務器,提高了邊緣資源按需動態(tài)分配的成功率,保證了云服務的可達率和降低故障率,從而達到保障云服務可靠性的目的。
【圖文】：

逑本文的貢獻，然后分析了未來的研究方向及其意義。逡逑全文各章節(jié)間的邏輯關系如圖１－１所示。逡逑第一章緒論逡逑－二■…：邋－邋－邋－邋「：逡逑第二章云服務可用性和可靠性測評與優(yōu)化概述邐；逡逑ｉ邋＝－＝，——ｆ＝＾——逡逑！邐質量模型和測評方法邐可用性和可靠性測評邐云服務資源優(yōu)化｜逡逑ｌ邋Ｊ邐邐１邐邐邋邐邐邐Ｌ！逡逑－邋－邋－■邋－邋，￣１逡逑：邐第三章云服務質量模型逡逑；＇邋＾邋１邐ｒ＝ｉ邐１邐￣逡逑：質量模型構建理論邐質量模型邐測評方法邐對比分析逡逑！邋￣￣￣第四章基于ＴＯＰＳＩＳ的云服務可用性層次測評方法ｉ逡逑１邋Ｌ邐—邐■邋■邐—邐－邐－邐Ｉ逡逑！邋Ｉ可用性框｜｜特性類型分析與｜｜基于了ＯＰＳＩＳ的可用邐Ｉ逡逑！邋架邐權重計算邐性測評方法邋丨邐丨逡逑邐￣邋－１Ｌ邋＿邋ｎ邋邋邐丨」邋１邋￣邐Ｌ１邐！逡逑邐邐邋＿邋＿邋邐邐邋邐邐邋＾邋＾逡逑１邐：邋｜第五章基于分類統(tǒng)計與層次變權的云服務可靠性測評方法｜ｉ逡逑１邋，邋＊逡逑！邋｜可靠性框｜｜歸一化和無量綱化邐分類統(tǒng)計和層次變權邋！逡逑；邋架邐處理邐測評方法邐！逡逑Ｉ邐？邋邐１１邐１１邐Ｉ逡逑！邋｜邐第六章面向可靠性的云服務資源優(yōu)化機制邐｜邋｜逡逑｜邐邐邋邐邋邐邋邐邋Ｉ逡逑；｜云－邊協(xié)同邐｜馬爾可夫邋｜資源調度邋｜蟻群算法邐！逡逑！邋網絡邐模型邐算法邐優(yōu)化邋丨逡逑：！邐｜邐邐邋邐邋邐邋邐邋Ｉ逡逑，，邐邋１邋－逡逑第七章總結與未來工作

網絡、計算和存儲等服務能力，是提供云服務的載體。云平臺主要分為以數據存逡逑儲為主的存儲型云平臺、以數據處理為主的計算型云平臺以及計算和數據存儲處逡逑理兼顧的綜合型云計算平臺，如圖２－１所示。云平臺在硬件管理方面對用戶高度逡逑抽象，用戶根本不知道數據是在哪處理的，也不知道是怎樣處理的。云平臺管理逡逑的分布式資源向用戶隱藏了實現細節(jié)，并最終以整體的形式呈現給用戶。云平臺逡逑使用戶對基礎設施的投入轉換為運營成本，用戶不需要規(guī)劃屬于自己的數據中逡逑心，也不需要將精力耗費在與主營業(yè)務無關的ＩＴ管理上。對于個人用戶而言也逡逑不需要投入大量費用購買軟件，而只需要按需選擇和使用云服務，就能滿足所有逡逑的使用需求。逡逑用戶１邐用戶２邐用戶ｎ逡逑．邐邋服務訪問接口邐邐Ｖ逡逑云服務邋邐邐：￣￣逡逑ｉａａＳ邐ＰａａＳ邐ＳａａＳ逡逑ｖ邐邐邐邋Ｊ逡逑－ｆ邋＞逡逑邐云平臺邐逡逑｜計算｜邋｜存儲｜邋｜計算和存儲逡逑虛擬資源池邐ｎｒｒｚｉ邋ｉ安全逡逑邐和隱逡逑Ｉ邐物理資源邐｜邐私逡逑圖２－１云平臺和云服務逡逑目前，全球各大ｎ公司在云平臺方面均有發(fā)展。２００６年，全球著名的電子逡逑商務公司亞馬遜推出亞馬遜Ｗｅｂ服務即ＡＷＳ云平臺，向全球用戶提供彈性計算、逡逑簡單存儲、簡單數據庫等云服務
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.09

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本文編號：2664965