彈性可伸縮性是云計(jì)算的一個重要特征,一方面,意味著用戶可以隨時按需地獲取計(jì)算資源,滿足了客戶個性化定制的需求,總體上避免了計(jì)算資源的浪費(fèi)。另一方面,也面臨一些挑戰(zhàn),例如,部署在云上的應(yīng)用往往面臨著波動的負(fù)載,這些負(fù)載的變化具有很大的隨機(jī)性并且?guī)缀跏遣豢深A(yù)測的,這使得用戶需要合理地規(guī)劃自己應(yīng)用所需的資源,以應(yīng)對可能的訪問請求的高峰,避免因?yàn)橘Y源不夠而導(dǎo)致的應(yīng)用響應(yīng)緩慢從而帶來比較差的用戶體驗(yàn)。以AWS為代表的云服務(wù)提供商通常提供一種自動伸縮的機(jī)制來滿足用戶這種需求。這種機(jī)制的特點(diǎn)是能夠根據(jù)當(dāng)前負(fù)載的情況決定使用相應(yīng)多少數(shù)量的資源,使得既能滿足峰值時的性能,又能避免資源的浪費(fèi)。這種機(jī)制稱為云計(jì)算資源的自動伸縮機(jī)制。對云資源的自動伸縮機(jī)制引起廣泛的研究。成熟的工業(yè)界應(yīng)用往往是通過監(jiān)控云主機(jī)的資源使用率,當(dāng)其達(dá)到一定閾值后自動增加運(yùn)行實(shí)例的數(shù)量。但是,這種方法仍然存在一些局限性。另一方面,容器技術(shù)在近幾年迅速流行,已經(jīng)成為虛擬機(jī)之后主流的虛擬化技術(shù)和資源隔離方案�，F(xiàn)有的云資源自動伸縮方案大多都是基于虛擬機(jī)場景提出的,很少有研究是針對容器場景的。容器相比虛擬機(jī)更加輕量,啟動速度更快,容器的資源伸縮有更多的可能性。本研究主要是依托實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的混合云關(guān)鍵技術(shù)課題,對基于容器場景的資源自動伸縮機(jī)制展開研究,并實(shí)現(xiàn)面向容器的自動伸縮框架。本文主要研究了現(xiàn)有的基于虛擬機(jī)的自動伸縮方案,將他們從伸縮時機(jī)伸縮方式上進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述,分別比較了這些方法的優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合容器的特點(diǎn)提出本文的模型。在本文的方法里面,采用了基于時間序列分析的模型對資源使用進(jìn)行預(yù)測,并在必要的時候進(jìn)行資源的預(yù)分配。為了使得該模型可以用于實(shí)時的場景,本文利用卡爾曼濾波方法設(shè)計(jì)了一個迭代算法。另一方面,本文將橫向擴(kuò)展和縱向擴(kuò)展的方式結(jié)合起來,設(shè)計(jì)了混合擴(kuò)展的方法。本文基于實(shí)驗(yàn)室的私有云集群搭建測試平臺,基于Docker和Kubernetes開源的容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了本文中提出的框架,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法有效地降低了應(yīng)用程序在變化的負(fù)載下的平均響應(yīng)時間。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP302
【部分圖文】：

子文檔的功能，用戶只需要打開網(wǎng)頁瀏覽器就能使用，這就是一種典型的 SaaS 服務(wù)。這種服務(wù)本質(zhì)上是將傳統(tǒng)的桌面應(yīng)用或者移動端應(yīng)用搬到云上，使得用戶只要有聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以方便地使用其服務(wù)。2) 平臺即服務(wù)(Platform as a Service, PaaS)：這種服務(wù)層次模型提供商交付給用戶的是某種配置好的應(yīng)用的運(yùn)行時環(huán)境，這個環(huán)境一般是在基礎(chǔ)設(shè)施上增加了一些必需的庫或者其他運(yùn)行時依賴。在這種情況下，只需要管理自己應(yīng)用的運(yùn)行狀態(tài)，而不需要從頭搭建運(yùn)行環(huán)境。例如，Heroku[27]就是提供 PaaS 層次的服務(wù)商，它給用戶提供了很多種 web 應(yīng)用的運(yùn)行環(huán)境，用戶打包部署應(yīng)用只需要簡單幾個步驟。借助于 PaaS 服務(wù)，企業(yè)或者開發(fā)者的開發(fā)或者部署變得非常便捷，更不需要關(guān)心底層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠蛘叻⻊?wù)器的運(yùn)維工作。3) 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(InfrastructureasaService,IaaS)：這個層次模型中，云服務(wù)提供商直接將服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、硬盤等底層的資源租用給用戶，并按照用戶所需的規(guī)格和使用時間、使用量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。這種服務(wù)模型是直接將資源交付給用戶，用戶需要自己關(guān)心底層的細(xì)節(jié)，也需要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的運(yùn)維工作。這個層次是云計(jì)算的基礎(chǔ)，其他的服務(wù)模型都是建立在此基礎(chǔ)上的。

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文捷開發(fā)概念的流行，軟件開發(fā)的周期變得更短，迭代和集成變得更加頻繁，應(yīng)程序的依賴管理和程序的運(yùn)行時環(huán)境打包變得非常重要， Docker 容器技術(shù)的現(xiàn)為這種輕量級跨平臺應(yīng)用分發(fā)和打包的需要提供了實(shí)現(xiàn)途徑，使得程序的開的部署都變得便捷，對于敏捷開發(fā)、持續(xù)集成非常友好。.2.2 容器和虛擬機(jī)比較虛擬機(jī)依賴于 hypervisor，其通常被安裝在“裸金屬”系統(tǒng)硬件之上，這導(dǎo)致ypervisor 在某些方面被認(rèn)為是一種操作系統(tǒng)。一旦 hypervisor 安裝完成， 就可從系統(tǒng)可用計(jì)算資源當(dāng)中分配虛擬機(jī)實(shí)例了，每臺虛擬機(jī)都能夠獲得唯一的操系統(tǒng)和負(fù)載（應(yīng)用程序）。對于容器環(huán)境來說，需要首先安裝主機(jī)操作系統(tǒng)，之將容器層（比如 LXC）安裝在主機(jī)操作系統(tǒng)（通常是 Linux）之上。在安裝完容層之后，就可以從系統(tǒng)可用計(jì)算資源當(dāng)中分配容器實(shí)例了，并且應(yīng)用可以被部在容器當(dāng)中。圖 2-2 展示了容器和虛擬機(jī)的主要區(qū)別。

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 pod，并且保證實(shí)際運(yùn)行 pod 數(shù)量總是與該復(fù)制數(shù)量相等。如果當(dāng)前某個 pod 運(yùn)時意外崩潰了，將自動創(chuàng)建新的 pod 來替換。Kubernetes 還利用服務(wù)(service)表示一個服務(wù)的訪問點(diǎn)，將有依賴關(guān)系之間的d 進(jìn)行解耦，解決了 pod 之間的服務(wù)發(fā)現(xiàn)問題。因?yàn)?pod 的運(yùn)行狀態(tài)可動態(tài)變(比如切換機(jī)器了、縮容過程中被終止了等)，所以訪問端不能以硬編碼 IP 的方去訪問該pod提供的服務(wù)。服務(wù)的引入旨在保證pod的動態(tài)變化對訪問端透明，問端只需要知道服務(wù)的地址，由服務(wù)來提供代理。
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6 楊茂;基于Kubernetes的容器自動伸縮技術(shù)的研究[D];西安郵電大學(xué);2018年

7 武俊杰;基于云平臺的高可用自動伸縮服務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2017年

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9 羅欣;NS1601H型自動伸縮配重鐵路起重機(jī)設(shè)計(jì)及動力學(xué)研究[D];大連交通大學(xué);2008年

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本文編號：2863561