本文關(guān)鍵詞：一種基于預(yù)測(cè)控制的SaaS系統(tǒng)自適應(yīng)方法

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【摘要】：對(duì)于部署在虛擬服務(wù)器集群上的多層云端應(yīng)用系統(tǒng)而言,可以通過調(diào)整運(yùn)行時(shí)架構(gòu)以適應(yīng)需求和上下文環(huán)境的變化,并保證其在動(dòng)態(tài)負(fù)載下的性能.然而,由于缺乏通用的方法,如何從問題空間上的需求自適應(yīng)地映射到解空間上的架構(gòu)就成為了一個(gè)關(guān)鍵的問題.為解決這個(gè)問題,目前存在3種驅(qū)動(dòng)方法:需求驅(qū)動(dòng)模型、架構(gòu)驅(qū)動(dòng)模型和綜合需求和架構(gòu)模型的驅(qū)動(dòng)方法.然而,這些方法的性能是有限的,并且忽視了時(shí)間變化規(guī)律,對(duì)橫切系統(tǒng)多個(gè)層次的需求演化支持也不足.文中提出了一個(gè)基于預(yù)測(cè)控制的自適應(yīng)方法(SAPC),它采用綜合需求和架構(gòu)的模型來驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的自適應(yīng).該方法根據(jù)監(jiān)控獲取的運(yùn)行時(shí)狀態(tài)信息日志得到服務(wù)組件QoS值,學(xué)習(xí)基于小波變換的模型以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)服務(wù)組件的QoS,并通過預(yù)測(cè)控制誘導(dǎo)需求進(jìn)化或?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行時(shí)架構(gòu)的模型轉(zhuǎn)換來達(dá)到系統(tǒng)的自適應(yīng).更進(jìn)一步,其根據(jù)當(dāng)前的服務(wù)組件的QoS以及目標(biāo)QoS做出優(yōu)化決策.在控制操作部分中,判別當(dāng)前情況下是做框架調(diào)整還是需求調(diào)整.如果存在可行的運(yùn)行時(shí)模型,則通過預(yù)測(cè)控制產(chǎn)生操作向量,繼而自動(dòng)生成面向方面的腳本;該腳本被執(zhí)行后會(huì)重構(gòu)運(yùn)行時(shí)模型并生成相應(yīng)實(shí)例,該實(shí)例被傳遞給并行計(jì)算架構(gòu)(比如MapReduce、Yarn或Spark等)來執(zhí)行.否則,運(yùn)用訓(xùn)練好的模型標(biāo)識(shí)出進(jìn)化點(diǎn),然后將進(jìn)化點(diǎn)與初始的需求混合起來以誘導(dǎo)需求進(jìn)化.為驗(yàn)證上述方法,文中以一個(gè)名為CloudCRM在線SaaS平臺(tái)為基準(zhǔn)進(jìn)行了大規(guī)模的實(shí)驗(yàn),該平臺(tái)基于RGPS元模型框架,通過對(duì)開源軟件SuperCRM進(jìn)行服務(wù)化改造來獲得,其支持多租戶.為觀察平臺(tái)在不同模型驅(qū)動(dòng)方法的性能表現(xiàn),文中對(duì)于該平臺(tái)進(jìn)行了剪裁,構(gòu)造了4種由不同模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)(包括Static、Req、Arch與SAPC),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了文中方法的有效性.其中,在用戶數(shù)為20時(shí)文中方法相對(duì)于其他3種方法在響應(yīng)時(shí)間上分別降低54%,26%與21%,在吞吐率上提高313%,288%與12%,在可靠性上提高0.40%,0.26%與0.42%;在用戶數(shù)為200時(shí)文中方法相對(duì)于其他3種方法在響應(yīng)時(shí)間上分別降低99.5%,99.2%與20.7%,在吞吐率上提高320%,298%與10%,在可靠性上提高500%,495%與1.5%.進(jìn)而文中方法使用小波變換分析相較于傅里葉變換在響應(yīng)時(shí)間上降低7.2%,在吞吐率上提高2.4%,在可靠性上提高0.08%.在參數(shù)對(duì)于系統(tǒng)的影響方面,隨著目標(biāo)集合的大小與插件擴(kuò)展點(diǎn)的數(shù)目的增長(zhǎng),SAPC方法都符合響應(yīng)時(shí)間和吞吐量增加而可靠性下降的現(xiàn)象.
【作者單位】： 武漢大學(xué)軟件工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室&計(jì)算機(jī)學(xué)院;湖北文理學(xué)院;武漢大學(xué)國(guó)際軟件學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 自適應(yīng)系統(tǒng) 需求 預(yù)測(cè)控制 服務(wù)質(zhì)量 軟件即服務(wù) 云計(jì)算
【基金】：國(guó)家“九七三”重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目基金(2014CB340400) 國(guó)家自然科學(xué)基金(61273216,61202032,61272111,61202031,61202048) 湖北省重大科技創(chuàng)新計(jì)劃(2013AAA020) 中國(guó)國(guó)家科技支柱項(xiàng)目(2012BAH07B01) 武漢市青年科技晨光計(jì)劃(2014070404010232) 軟件工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(SKLSE-2012-09-21)資助~~
【分類號(hào)】：TP393.09
【正文快照】： 1引言在軟件工程中,需求工程關(guān)注的是準(zhǔn)確描述問題以及如何加快系統(tǒng)從需求建模到實(shí)現(xiàn)的過程[1].在應(yīng)用程序部署之后,由于軟件需求的演化而產(chǎn)生的需求變更會(huì)導(dǎo)致耗時(shí)費(fèi)力的開發(fā)活動(dòng)[2],并同時(shí)影響客戶的體驗(yàn).因此,軟件系統(tǒng)需要具有自適應(yīng)調(diào)整的能力,以快速響應(yīng)需求變更和感知上

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本文編號(hào)：620541