云計(jì)算是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的重要基石。云計(jì)算以云平臺(tái)的形式提供服務(wù),調(diào)度是云平臺(tái)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成。云平臺(tái)利用虛擬化技術(shù)將硬件、軟件和服務(wù)等資源抽象為資源池形式,通過調(diào)度系統(tǒng)統(tǒng)一管理資源。應(yīng)用服務(wù)性能、資源利用率和安全保護(hù)是云平臺(tái)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。根據(jù)虛擬化實(shí)現(xiàn)原理,虛擬機(jī)之間存在一定相關(guān)性即親和性,不同的部署方式會(huì)影響虛擬機(jī)的應(yīng)用性能和云平臺(tái)的資源利用率。目前OpenStack云平臺(tái)的調(diào)度算法過于簡單,缺乏一種調(diào)度機(jī)制利用虛擬機(jī)親和性這些現(xiàn)象。另一方面,在云平臺(tái)調(diào)度系統(tǒng)中,重要的配置參數(shù)存儲(chǔ)于內(nèi)存鍵值存儲(chǔ)服務(wù)中,而傳統(tǒng)內(nèi)存保護(hù)方法無法防止被劫持操作系統(tǒng)的非法訪問,存在一定安全隱患。當(dāng)調(diào)度結(jié)果導(dǎo)致虛擬機(jī)集中部署時(shí),部分服務(wù)器上存在大量空閑內(nèi)存,云平臺(tái)內(nèi)存效率低下。為了設(shè)計(jì)合理安全高效的云平臺(tái)調(diào)度系統(tǒng),本文圍繞云平臺(tái)調(diào)度問題展開,重點(diǎn)研究云平臺(tái)調(diào)度系統(tǒng)的親和性、安全保護(hù)和內(nèi)存效率3個(gè)方面相關(guān)聯(lián)的問題,主要貢獻(xiàn)有:1.研究虛擬機(jī)親和性,分析不同部署方式對虛擬機(jī)應(yīng)用性能和云平臺(tái)資源利用率的影響,定義親和性描述虛擬機(jī)之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于虛擬機(jī)親和性的OpenStack云平臺(tái)調(diào)度,提高應(yīng)用性能和資源利用率。2.研究內(nèi)存安全保護(hù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于SGX硬件保護(hù)的內(nèi)存鍵值存儲(chǔ)服務(wù),用于安全存儲(chǔ)調(diào)度系統(tǒng)重要的配置參數(shù),研究模塊間調(diào)用消耗熱點(diǎn),通過批處理優(yōu)化提高讀寫性能。3.研究內(nèi)存使用效率,為了應(yīng)對調(diào)度結(jié)果導(dǎo)致的內(nèi)存資源過�，F(xiàn)象,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于SGX鍵值服務(wù)的Docker遠(yuǎn)程內(nèi)存卷管理,利用遠(yuǎn)程內(nèi)存來提高容器應(yīng)用的10性能,并提高云平臺(tái)內(nèi)存效率。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.09
【部分圖文】：

而計(jì)算系統(tǒng)虛擬化技術(shù)改進(jìn)了原有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，在操作系統(tǒng)層與應(yīng)??用層之間引入了新的一層?虛擬機(jī)管理層（Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｍａｃｈｉｎｅ?Ｍｏｎｉｔｏｒ），簡稱為??ＶＭＭ，或叫作Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ。如圖２．１所示，ＶＭＭ層消除了底層系統(tǒng)與上層應(yīng)用??軟件之間的緊耦合關(guān)系，為共享、隔離、管理多個(gè)用戶的私有操作系統(tǒng)提供了可??行性，提高了計(jì)算機(jī)資源的利用效率。在ＶＭＭ的支持下，一臺(tái)物理機(jī)上可以同??時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)（ＶｉｒｔｕａｌＭａｃｈｉｎｅ），虛擬機(jī)中運(yùn)行著應(yīng)用軟件，虛擬機(jī)間共享??底層物理資源。??７??

每個(gè)子系統(tǒng)都可以獨(dú)立部署和使用。在每個(gè)子系統(tǒng)中，又根據(jù)分層ｌａｙｅｒ設(shè)計(jì)??理念，拆分ＡＰＩ、邏輯處理（含數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)）、底層驅(qū)動(dòng)適配３個(gè)層次［２８］。其架構(gòu)??如圖２．３所示。??＿＿?■?＾纖????一提供網(wǎng)絡(luò)連接Ｉ??提？＾．備￣????提供鏡像??＇提供ＶＭ?—存儲(chǔ)鏡像??ＷＷｉＢＭＢ＾?？?．?．．??Ａ?＆??—￣￣￣＾提供認(rèn)證服務(wù)Ｊ????■，漏??：ｖ｜?ｒ?＞?＾??圖２．３?ＯｐｅｎＳｔａｃｋ架構(gòu)模型示意圖??ＯｐｅｎＳｔａｃｋ愿景：為所有公有云和私有云提供商提供可滿足它們?nèi)我庑枨蟆⑷??易實(shí)施且可以大規(guī)模擴(kuò)展的開源云計(jì)算平臺(tái)［２８］。同時(shí)ＯｐｅｎＳｔａｃｋ定位是亞馬遜??ＡＷＳ的開源實(shí)現(xiàn)，所以我們看到很多內(nèi)容都和亞馬遜基本上是對應(yīng)的，見表２．１??所示。??１０??

提供一個(gè)可擴(kuò)展的算法池，支持多種算法熱插拔，目前主要實(shí)現(xiàn)為初??始放置的ＦＦＤ?（Ｆｉｒｓｔ?Ｆｉｔ?Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ）算法。調(diào)度控制器執(zhí)行預(yù)處理和配置，包括??數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和參數(shù)配置。邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)模型如圖３．３所示。??調(diào)度決策子系統(tǒng)?？???＾?ｒ???Ｗ?調(diào)度決策器??配?＿＿＿?￣￣一￣???置?１?丨＇％??嘗????￣￣＾?資源調(diào)度決策控制器??．．．．．．．．??，?沒―—�！肛埃�??Ｑ——＾性能監(jiān)控與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變換｜丨調(diào)度實(shí)施丨??．?Ｉ?Ｉ?ｊ??云平臺(tái)??圖３．３流量親和性調(diào)度決策框架邏輯設(shè)計(jì)模型示意圖??２４??
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本文編號(hào)：2863718