【摘要】：近年來,云計(jì)算技術(shù)逐漸發(fā)展成熟,各行業(yè)的大中小企業(yè)紛紛加入云計(jì)算行列。云計(jì)算以其按需服務(wù)、彈性擴(kuò)展的特性為企業(yè)解決了傳統(tǒng)計(jì)算模式難以適應(yīng)的業(yè)務(wù)峰值及大數(shù)據(jù)處理等難題,為用戶提供幾乎無限量的基礎(chǔ)設(shè)施資源。然而云計(jì)算在給用戶帶來便利的同時(shí),一些云宕機(jī)事件也讓用戶對(duì)上云的安全性產(chǎn)生很大顧慮。云平臺(tái)作為大型分布式系統(tǒng),底層由大量的物理節(jié)點(diǎn)組成,這些物理節(jié)點(diǎn)隨時(shí)都可能發(fā)生故障導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)失效。為了降低云資源故障對(duì)用戶業(yè)務(wù)造成的影響,云服務(wù)提供商通常會(huì)建立具備故障處理能力的云平臺(tái)。但僅僅建立具有容錯(cuò)性的云平臺(tái)是不夠的,還需要對(duì)云平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)綜合的容錯(cuò)性驗(yàn)證。目前有很多關(guān)于如何構(gòu)建高可用云平臺(tái)的研究,但是鮮有測(cè)試與評(píng)價(jià)云平臺(tái)容錯(cuò)性相關(guān)的研究。本文從這個(gè)角度出發(fā),對(duì)云平臺(tái)的節(jié)點(diǎn)失效處理能力進(jìn)行研究,評(píng)價(jià)云平臺(tái)在底層節(jié)點(diǎn)發(fā)生失效的情況下,云平臺(tái)的處理能力以及對(duì)用戶應(yīng)用的影響程度。本文提出的云平臺(tái)節(jié)點(diǎn)失效測(cè)評(píng)方法可以作為被測(cè)云的災(zāi)難演練,測(cè)試云平臺(tái)的災(zāi)難處理及恢復(fù)性能,測(cè)評(píng)結(jié)果可以幫助云服務(wù)商驗(yàn)證云平臺(tái)的容錯(cuò)性能,或找到云平臺(tái)的容錯(cuò)性缺陷,從而提前進(jìn)行優(yōu)化,減少實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中由于該缺陷造成的損失。論文首先對(duì)云平臺(tái)的高可用技術(shù)及高可用架構(gòu)進(jìn)行了分析,通過調(diào)研云平臺(tái)常見的部署結(jié)構(gòu),針對(duì)性地提出適用于不同云平臺(tái)的通用節(jié)點(diǎn)失效測(cè)評(píng)體系,該體系包括云平臺(tái)故障注入方法、測(cè)評(píng)指標(biāo)、測(cè)試負(fù)載和測(cè)試流程四個(gè)方面。其中,對(duì)故障注入方法的提出,本文分析總結(jié)了近幾年云宕機(jī)案例的故障原因,選取CPU過度占用故障、內(nèi)存過度占用故障、網(wǎng)絡(luò)故障、斷電故障四種故障類型,并針對(duì)云平臺(tái)底層不同功能類型的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了不同的故障測(cè)試內(nèi)容。接著,論文從云服務(wù)提供商及用戶的角度出發(fā),提出評(píng)價(jià)云平臺(tái)節(jié)點(diǎn)失效處理能力的測(cè)評(píng)指標(biāo);針對(duì)不同故障注入測(cè)試內(nèi)容,提出不同的測(cè)試負(fù)載;并基于提出的測(cè)評(píng)方法,設(shè)計(jì)了詳細(xì)的測(cè)試流程。本文最后基于提出的測(cè)評(píng)體系,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了FailureTest自動(dòng)化測(cè)評(píng)工具,測(cè)試人員通過填寫測(cè)試配置信息,運(yùn)行工具即可進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試過程中該工具會(huì)實(shí)時(shí)展示測(cè)試環(huán)境的性能數(shù)據(jù),方便測(cè)試人員直觀地看出云平臺(tái)在故障注入前后的性能變化,并在測(cè)試結(jié)束后自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。論文最后選取開源OpenStack云操作系統(tǒng)搭建了具備容錯(cuò)能力的實(shí)驗(yàn)云平臺(tái),使用本文的測(cè)評(píng)工具進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)證明,本文提出的節(jié)點(diǎn)失效測(cè)評(píng)體系能夠?qū)υ破脚_(tái)進(jìn)行合理的容錯(cuò)性測(cè)試與驗(yàn)證,同時(shí)本文開發(fā)的FailureTest測(cè)評(píng)工具可以有效地對(duì)被測(cè)云進(jìn)行節(jié)點(diǎn)失效處理能力的測(cè)評(píng)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP393.06
【圖文】：

需要的時(shí)候從池中去拿，不需要的時(shí)候放回池里，這種動(dòng)態(tài)彈性的資源分配方式大大提高了數(shù)據(jù)中心的資源利用率。圖2.1 云平臺(tái)基本架構(gòu)云平臺(tái)的基本架構(gòu)如圖 3.1 所示。從圖中可以看到，云平臺(tái)基本架構(gòu)主要可分為四層，自下而上依次是：物理基礎(chǔ)設(shè)施層、資源池層、云平臺(tái)管理層和云平臺(tái)服務(wù)層。 物理資源層指底層的物理硬件，包括計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，是云平臺(tái)所有服務(wù)的底層支撐。 資源池層是通過虛擬化等技術(shù)將大量相同類型的資源整合虛擬的資源池，如計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池等。 云平臺(tái)管理層是云平臺(tái)操作系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理底層的虛擬資源，包括虛擬機(jī)調(diào)度，虛擬網(wǎng)絡(luò)管理等，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)云平臺(tái)進(jìn)行性能監(jiān)控，安全

2.2 典型云平臺(tái)介紹2.2.1 OpenStack 云平臺(tái)OpenStack 是一個(gè)開源的云操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心計(jì)算、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)源的統(tǒng)一管理，并提供可視化界面讓管理員方便地操作數(shù)據(jù)中心的資源。OpenSta從 2010 年發(fā)展至今，已發(fā)布 18 個(gè)版本，從最初的兩個(gè)子項(xiàng)目發(fā)展到如今的 20 多子項(xiàng)目。OpenStack 核心的子項(xiàng)目包括計(jì)算服務(wù) Nova，網(wǎng)絡(luò)服務(wù) Neutron，身份認(rèn)證服Keystone，鏡像服務(wù) Glance 和存儲(chǔ)服務(wù) Cinder[18]。每個(gè)項(xiàng)目都提供 RESTAPI 訪問務(wù)。OpenStack 系統(tǒng)的部署非常靈活，不同項(xiàng)目之間可以單獨(dú)部署，很多組件都是選的或者可以被兼容的系統(tǒng)替代[19]。下面以 OpenStack 各組件交互圖為例，OpenStack 的一些核心子項(xiàng)目及它們之間的交互關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

CloudStack小規(guī)模部署[23]

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本文編號(hào)：2774312