基于負載預(yù)測的云計算多虛擬機動態(tài)供給機制
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【摘要】:云計算作為一種新型服務(wù)計算模式的出現(xiàn),將各種各樣的軟硬件資源整合成不同類型服務(wù),并且可以通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用;A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS, Infrastructure-as-a-Service)就是其中一種典型的云計算服務(wù),它通常通過虛擬化技術(shù)將IT基礎(chǔ)設(shè)施以虛擬機的形式提供給用戶。用戶不再需要購買硬件設(shè)備以及維護相關(guān)系統(tǒng)軟件,就可以直接在云基礎(chǔ)設(shè)施上構(gòu)建起自己的平臺和應(yīng)用。 隨著這一技術(shù)的日臻成熟,越來越多的企業(yè)用戶使用IaaS。IaaS提供商通常向用戶提供多種規(guī)格虛擬機,并基于使用時間收取費用。云計算的靈活性和可伸縮性使得企業(yè)用戶可根據(jù)實際需求動態(tài)調(diào)整虛擬機供給方案。調(diào)整后的方案既要滿足負載需求,又要有效地為用戶節(jié)約租用成本。 但是,動態(tài)確定高效的虛擬機供給方案是非常困難的,目前仍然存在兩個挑戰(zhàn):1)缺乏高效的負載預(yù)測機制幫助企業(yè)用戶預(yù)測實際應(yīng)用負載;2)由于忽視了計費時間粒度的因素,導(dǎo)致生成的供給方案無法最大程度為用戶節(jié)約租用成本。 針對上述特點和存在的問題,本文的工作主要分為如下幾個方面: (1)首先,調(diào)研并分析了某實際運行網(wǎng)站負載數(shù)據(jù),為之后驗證不同負載預(yù)測算法的有效性提供真實負載信息;然后,對亞馬遜EC2平臺進行調(diào)研,為之后仿真場景搭建提供一些重要參數(shù)信息(如虛擬機配置、價格以等)。 (2)其次,從兩個角度對現(xiàn)有負載預(yù)測模型進行了改進,提出了ARIMA-DEC模型。其一是從保證應(yīng)用性能出發(fā),有效區(qū)分負載預(yù)測偏高和預(yù)測過低兩種情況,對預(yù)測偏小狀況進行補償;其二是從提高負載預(yù)測精度出發(fā),通過考慮過往歷史同一時刻信息,引入補償點概念,對具有明顯預(yù)測偏向性的時間點進行逆向補償。 (3)調(diào)研并分析了現(xiàn)有的虛擬機供給模型,針對計費時間粒度因素,設(shè)計了一個新的云計算多虛擬機供給數(shù)學(xué)模型,并且基于這一數(shù)學(xué)模型提出一個多虛擬機供給算法。同時,基于亞馬遜EC2平臺相同類型下不同虛擬實例價格成倍數(shù)這一規(guī)律,引入貪心算法,有效的降低了求解模型的時間復(fù)雜度。最后,通過與其他算法進行比較,證實了該供給算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】:云計算 負載預(yù)測 虛擬機供給 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)
【學(xué)位授予單位】:北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TP302
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 前言10-17
- 1.1 云計算簡介10-13
- 1.1.1 云計算的概念10
- 1.1.2 云計算的特點10-11
- 1.1.3 云計算的服務(wù)類型11-13
- 1.2 研究背景和意義13
- 1.3 研究現(xiàn)狀13-14
- 1.3.1 負載預(yù)測13-14
- 1.3.2 多虛擬機供給算法14
- 1.4 論文主要工作14-15
- 1.5 論文結(jié)構(gòu)15-17
- 第二章 系統(tǒng)模型和假設(shè)17-26
- 2.1 Amazon EC2特性17-18
- 2.2 Amazon EC2基本模塊以及通信、安全機制18-21
- 2.2.1 基本模塊19-20
- 2.2.2 通信機制20
- 2.2.3 安全機制20-21
- 2.3 虛擬機申請流程以及時間開銷21-23
- 2.3.1 無EBS支持21-22
- 2.3.2 有EBS支持22-23
- 2.4 實例購買類型及虛擬機價格和特點23-25
- 2.4.1 EC2實例購買類型23-24
- 2.4.2 虛擬機價格及特點24-25
- 2.5 本章小結(jié)25-26
- 第三章 云計算環(huán)境下的負載預(yù)測26-36
- 3.1 概述26
- 3.2 時間序列線性預(yù)測模型26-28
- 3.2.1 AR模型26-27
- 3.2.2 MA模型27
- 3.2.3 ARMA模型27-28
- 3.2.4 ARIMA模型28
- 3.3 ARIMA-DEC線性預(yù)測模型28-32
- 3.3.1 負載參數(shù)的選取28-29
- 3.3.2 ARIMA-DEC預(yù)測模型29-30
- 3.3.3 ARIMA-DEC預(yù)測流程與算法30-32
- 3.4 實驗與分析32-35
- 3.4.1 實驗環(huán)境設(shè)置32-33
- 3.4.2 實驗結(jié)果及分析33-35
- 3.5 本章小結(jié)35-36
- 第四章 多虛擬機供給機制36-49
- 4.1 概述36-37
- 4.1.1 確定虛擬機能力36
- 4.1.2 確定虛擬機配置方案36-37
- 4.2 傳統(tǒng)的虛擬機供給模型37-38
- 4.3 實例分析38-40
- 4.4 改進后的虛擬機供給模型和算法40-43
- 4.4.1 虛擬機供給模型40-41
- 4.4.2 虛擬機供給算法41-42
- 4.4.3 算法的優(yōu)化42-43
- 4.5 實驗與分析43-48
- 4.5.1 實驗環(huán)境設(shè)置43-44
- 4.5.2 實驗結(jié)果分析44-48
- 4.6 本章小結(jié)48-49
- 第五章 總結(jié)與展望49-51
- 5.1 論文工作總結(jié)49-50
- 5.2 問題與展望50-51
- 參考文獻51-53
- 致謝53-55
- 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文55
【共引文獻】
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本文關(guān)鍵詞:基于負載預(yù)測的云計算多虛擬機動態(tài)供給機制,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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