【摘要】：目前的數(shù)據(jù)中心大多應(yīng)用虛擬化技術(shù)使多個(gè)企業(yè)級(jí)應(yīng)用共享同一個(gè)管理平臺(tái),通過(guò)這樣的方法來(lái)增加資源和空間的利用率。但是對(duì)于那些對(duì)資源的需求不僅隨資源不同而改變,而且隨時(shí)間不同而改變的應(yīng)用,虛擬化技術(shù)在滿足它們的應(yīng)用級(jí)服務(wù)質(zhì)量(QoS)目標(biāo)方面做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。另外,當(dāng)共享服務(wù)器出現(xiàn)過(guò)載或者為應(yīng)用設(shè)置不同的資源請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)的情況時(shí),資源分配將會(huì)面臨更多的問(wèn)題。 本文主要介紹一個(gè)基于反饋的動(dòng)態(tài)資源分配系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)正是針對(duì)這類復(fù)雜應(yīng)用,通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)整分配給每個(gè)虛擬機(jī)的資源,同時(shí)生成分派給每個(gè)虛擬服務(wù)器的負(fù)載以達(dá)到應(yīng)用的服務(wù)級(jí)性能目標(biāo)(application-level SLOs),這是本系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。該控制系統(tǒng)的參數(shù)主要基于該系統(tǒng)的兩大部分隨系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的,第一個(gè)部分是一個(gè)在線模型估計(jì)器,主要是通過(guò)系統(tǒng)識(shí)別和遞推最小二乘法(RLS)來(lái)動(dòng)態(tài)的建立應(yīng)用的性能和分配給每個(gè)虛擬服務(wù)器的資源之間的關(guān)系;第二個(gè)部分是一個(gè)優(yōu)化器,主要是通過(guò)一個(gè)二次的誤差函數(shù)以及第一部分建立的性能和資源之間的關(guān)系模型來(lái)決定分配給每個(gè)虛擬服務(wù)器的一個(gè)最優(yōu)資源量以達(dá)到我們的性能目標(biāo)。為了評(píng)估該控制系統(tǒng),我們建立了一個(gè)測(cè)試平臺(tái),該平臺(tái)應(yīng)用Xen虛擬機(jī)監(jiān)控器(VMM)來(lái)管理若干個(gè)虛擬機(jī),并且使用Apache服務(wù)器以及它的負(fù)載生成器,使測(cè)試環(huán)境盡量貼近實(shí)際。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)我們的控制器能夠檢測(cè)到虛擬機(jī)服務(wù)器的資源請(qǐng)求隨時(shí)間的變化以及分配給其相應(yīng)的資源以達(dá)到應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量目標(biāo)。 本文的創(chuàng)新部分主要包括以下幾點(diǎn): 1.動(dòng)態(tài)資源與性能關(guān)系模型:系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)建立虛擬機(jī)資源與性能之間的關(guān)系模型,通過(guò)細(xì)粒度的線性關(guān)系模型來(lái)估計(jì)非線性模型,以使模型精確化。 2.動(dòng)態(tài)資源分配系統(tǒng):系統(tǒng)利用歷史數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)出下一時(shí)段分配給每個(gè)虛擬機(jī)的一個(gè)最優(yōu)資源,以使其性能達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)。 3.集成化虛擬數(shù)據(jù)中心測(cè)試平臺(tái):通過(guò)該平臺(tái)測(cè)試得出我們的系統(tǒng)不僅能夠很好的達(dá)到預(yù)設(shè)的應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量目標(biāo),在穩(wěn)定性和有效性方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Xen本身的靜態(tài)資源分配策略。該平臺(tái)集成了Xen虛擬機(jī)和Apache服務(wù)器等關(guān)鍵技術(shù),能夠廣泛應(yīng)用在相關(guān)的虛擬機(jī)性能分析和系統(tǒng)建模過(guò)程中。 論文的結(jié)構(gòu)如下:首先對(duì)基于虛擬化技術(shù)的性能保證及相關(guān)方面的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀做簡(jiǎn)單介紹;接著對(duì)我們系統(tǒng)用到的一些方法和技術(shù),主要包括:虛擬化技術(shù)、系統(tǒng)識(shí)別和建模過(guò)程和最優(yōu)控制理論等核心算法做詳細(xì)分析介紹;然后提出整個(gè)控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)及各個(gè)主要模塊的功能及實(shí)現(xiàn)方法;最后詳細(xì)描述和分析該控制系統(tǒng)在真實(shí)虛擬數(shù)據(jù)中心平臺(tái)測(cè)試后的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。全文詳細(xì)介紹了這個(gè)基于反饋控制理論和虛擬化技術(shù)的虛擬服務(wù)器動(dòng)態(tài)資源分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程,該系統(tǒng)對(duì)于以后的虛擬化技術(shù)的性能優(yōu)化及系統(tǒng)建模方面的研究,具有一定的價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP308

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本文編號(hào)：2801269