云環(huán)境下基于隨機(jī)優(yōu)化的動(dòng)態(tài)資源調(diào)度研究
發(fā)布時(shí)間:2024-02-03 22:27
近年來(lái),由于政府、企業(yè)以及市場(chǎng)需求等多方面的推動(dòng),云計(jì)算及其相關(guān)技術(shù)(如:移動(dòng)云計(jì)算、基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的云計(jì)算等)得到了快速的發(fā)展,同時(shí)云計(jì)算基礎(chǔ)資源、移動(dòng)設(shè)備等也呈爆發(fā)式的增長(zhǎng)。如何合理、高效地利用云計(jì)算及終端設(shè)備的資源實(shí)現(xiàn)低成本、高能效并滿(mǎn)足服務(wù)質(zhì)量需求的資源供應(yīng)(或者服務(wù)提供)是云計(jì)算系統(tǒng)中不可避免的、具有實(shí)際意義的熱點(diǎn)問(wèn)題。本論文結(jié)合隨機(jī)優(yōu)化相關(guān)理論,對(duì)資源管理框架、服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)保證的動(dòng)態(tài)資源調(diào)度以及移動(dòng)終端高能效的上行數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度等方面進(jìn)行了研究,具體工作如下: 1)首先,在基于云計(jì)算和軟件定義網(wǎng)絡(luò)的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,為了給用戶(hù)提供包含計(jì)算資源(包括計(jì)算、存儲(chǔ)資源等)和網(wǎng)絡(luò)資源(OpenFlow網(wǎng)絡(luò))的完整資源切片并實(shí)現(xiàn)智能化的資源調(diào)度與配置,本文提出了分層次的、融合的管理框架、框架的軟件結(jié)構(gòu)以及具有自感知和自伸縮能力的資源調(diào)度優(yōu)化的一般過(guò)程。另外,為了簡(jiǎn)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的管理和使用,本文還提出了將轉(zhuǎn)發(fā)/路由策略組件化的方案,并對(duì)一些常用的轉(zhuǎn)發(fā)/路由策略進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。最后,在搭建的原型系統(tǒng)上測(cè)試了轉(zhuǎn)發(fā)/路由策略組件化的效能。 2...
【文章頁(yè)數(shù)】:131 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
目錄
表格
插圖
算法
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)
1.2.1 云計(jì)算和移動(dòng)云計(jì)算
1.2.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)
1.3 研究動(dòng)機(jī)和意義
1.4 研究現(xiàn)狀
1.5 本文的工作
1.6 本文的結(jié)構(gòu)
第二章 資源調(diào)度的隨機(jī)優(yōu)化理論
2.1 大偏差原理
2.2 Markov決策過(guò)程及Q學(xué)習(xí)
2.2.1 Markov決策過(guò)程
2.2.2 Q學(xué)習(xí)
第三章 資源管理與調(diào)度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 相關(guān)工作
3.3 基于云計(jì)算和軟件定義網(wǎng)絡(luò)的資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.1 資源管理框架
3.3.2 資源管理框架的軟件結(jié)構(gòu)
3.3.3 自感知與自伸縮的資源調(diào)度優(yōu)化
3.4 網(wǎng)絡(luò)功能的組件化設(shè)計(jì)及應(yīng)用
3.4.1 相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.5 原型系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5.1 原型系統(tǒng)
3.5.2 初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.6 小結(jié)
第四章 云環(huán)境下具有QoS保證的計(jì)算資源動(dòng)態(tài)調(diào)度
4.1 引言
4.1.1 存在的問(wèn)題及解決方案
4.2 相關(guān)工作
4.2.1 成本優(yōu)化
4.2.2 SLA/QoS感知
4.2.3 其他
4.3 系統(tǒng)模型
4.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)
4.3.2 實(shí)例類(lèi)型及價(jià)格模型
4.3.3 數(shù)學(xué)模型
4.4 具有QoS約束的動(dòng)態(tài)實(shí)例配置策略
4.4.1 過(guò)載概率估計(jì)
4.4.2 在線估計(jì)πj
4.4.3 動(dòng)態(tài)實(shí)例供應(yīng)算法
4.5 基于自回歸模型的聯(lián)合資源配置策略
4.6 實(shí)驗(yàn)與性能評(píng)估
4.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
4.6.2 性能指標(biāo)
4.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.7 小結(jié)
第五章 云環(huán)境下視頻轉(zhuǎn)碼資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度
5.1 引言
5.2 相關(guān)工作
5.2.1 流媒體技術(shù)
5.2.2 視頻轉(zhuǎn)碼
5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.3.1 轉(zhuǎn)碼視頻緩存
5.3.2 視頻切分
5.4 問(wèn)題模型
5.5 轉(zhuǎn)碼資源動(dòng)態(tài)配置策略
5.5.1 轉(zhuǎn)碼抖動(dòng)概率估計(jì)
5.5.2 在線估計(jì)πj
5.5.3 轉(zhuǎn)碼資源動(dòng)態(tài)配置算法
5.6 實(shí)驗(yàn)與性能評(píng)估
5.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
5.6.2 性能指標(biāo)
5.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.7 討論
5.8 小結(jié)
第六章 終端側(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)選擇和上行數(shù)據(jù)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化
6.1 引言
6.2 相關(guān)工作
6.2.1 計(jì)算任務(wù)卸載
6.2.2 數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度
6.3 系統(tǒng)模型
6.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)
6.3.2 策略求解過(guò)程的卸載
6.3.3 數(shù)據(jù)隊(duì)列
6.3.4 信道模型
6.4 基于CMDP的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)選擇和上行數(shù)據(jù)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化
6.4.1 狀態(tài)空間
6.4.2 行動(dòng)空間
6.4.3 性能準(zhǔn)則及問(wèn)題模型
6.4.4 拉格朗日方法
6.5 Q學(xué)習(xí)求解最優(yōu)策略
6.5.1 拉格朗日乘子的最優(yōu)值
6.6 實(shí)驗(yàn)與性能評(píng)估
6.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
6.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.7 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 本文總結(jié)
7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果
本文編號(hào):3894792
【文章頁(yè)數(shù)】:131 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
目錄
表格
插圖
算法
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)
1.2.1 云計(jì)算和移動(dòng)云計(jì)算
1.2.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)
1.3 研究動(dòng)機(jī)和意義
1.4 研究現(xiàn)狀
1.5 本文的工作
1.6 本文的結(jié)構(gòu)
第二章 資源調(diào)度的隨機(jī)優(yōu)化理論
2.1 大偏差原理
2.2 Markov決策過(guò)程及Q學(xué)習(xí)
2.2.1 Markov決策過(guò)程
2.2.2 Q學(xué)習(xí)
第三章 資源管理與調(diào)度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 引言
3.2 相關(guān)工作
3.3 基于云計(jì)算和軟件定義網(wǎng)絡(luò)的資源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.1 資源管理框架
3.3.2 資源管理框架的軟件結(jié)構(gòu)
3.3.3 自感知與自伸縮的資源調(diào)度優(yōu)化
3.4 網(wǎng)絡(luò)功能的組件化設(shè)計(jì)及應(yīng)用
3.4.1 相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.5 原型系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5.1 原型系統(tǒng)
3.5.2 初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.6 小結(jié)
第四章 云環(huán)境下具有QoS保證的計(jì)算資源動(dòng)態(tài)調(diào)度
4.1 引言
4.1.1 存在的問(wèn)題及解決方案
4.2 相關(guān)工作
4.2.1 成本優(yōu)化
4.2.2 SLA/QoS感知
4.2.3 其他
4.3 系統(tǒng)模型
4.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)
4.3.2 實(shí)例類(lèi)型及價(jià)格模型
4.3.3 數(shù)學(xué)模型
4.4 具有QoS約束的動(dòng)態(tài)實(shí)例配置策略
4.4.1 過(guò)載概率估計(jì)
4.4.2 在線估計(jì)πj
4.5 基于自回歸模型的聯(lián)合資源配置策略
4.6 實(shí)驗(yàn)與性能評(píng)估
4.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
4.6.2 性能指標(biāo)
4.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.7 小結(jié)
第五章 云環(huán)境下視頻轉(zhuǎn)碼資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度
5.1 引言
5.2 相關(guān)工作
5.2.1 流媒體技術(shù)
5.2.2 視頻轉(zhuǎn)碼
5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.3.1 轉(zhuǎn)碼視頻緩存
5.3.2 視頻切分
5.4 問(wèn)題模型
5.5 轉(zhuǎn)碼資源動(dòng)態(tài)配置策略
5.5.1 轉(zhuǎn)碼抖動(dòng)概率估計(jì)
5.5.2 在線估計(jì)πj
5.6 實(shí)驗(yàn)與性能評(píng)估
5.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
5.6.2 性能指標(biāo)
5.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.7 討論
5.8 小結(jié)
第六章 終端側(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)選擇和上行數(shù)據(jù)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化
6.1 引言
6.2 相關(guān)工作
6.2.1 計(jì)算任務(wù)卸載
6.2.2 數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度
6.3 系統(tǒng)模型
6.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)
6.3.2 策略求解過(guò)程的卸載
6.3.3 數(shù)據(jù)隊(duì)列
6.3.4 信道模型
6.4 基于CMDP的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)選擇和上行數(shù)據(jù)調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化
6.4.1 狀態(tài)空間
6.4.2 行動(dòng)空間
6.4.3 性能準(zhǔn)則及問(wèn)題模型
6.4.4 拉格朗日方法
6.5 Q學(xué)習(xí)求解最優(yōu)策略
6.5.1 拉格朗日乘子的最優(yōu)值
6.6 實(shí)驗(yàn)與性能評(píng)估
6.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
6.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.7 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 本文總結(jié)
7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果
本文編號(hào):3894792
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