本文關鍵詞：基于Open Stack的資源調度策略研究與優(yōu)化

  更多相關文章： 云計算 數(shù)據(jù)中心 能耗 虛擬機遷移 OpenStack開源云平臺

【摘要】：近些年,隨著云計算的興起,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和數(shù)量都急劇增大。由于數(shù)據(jù)中心的設備耗電量巨大,如何降低數(shù)據(jù)中心服務器以至整個數(shù)據(jù)中心的能耗成為業(yè)界熱點關注的問題。隨著虛擬化技術的發(fā)展,其中虛擬機遷移技術可以作為一種解決云數(shù)據(jù)中心能耗的方法。當服務器的資源使用率太低,其電能消耗遠高于其提供服務的能力時,就造成了物理資源的浪費。一個大規(guī)模數(shù)據(jù)中心,每天處于這種空閑狀態(tài)的服務器數(shù)目不少,如果能避免出現(xiàn)這樣的情況,那么在很大程度上將優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的整體能耗。此外,當服務器的資源使用率太高,也會增加服務器的能耗,并且無法滿足其上運行的一些虛擬機的資源請求,如此可通過虛擬機遷移來降低服務器因高負載而增加的能耗,并且緩解資源不足的狀態(tài)。其次,OpenStack云平臺目前只能在控制節(jié)點通過命令nova live-migration實現(xiàn)遷移,或者在OpenStack管理頁面手動遷移,其缺乏虛擬機遷移機制中確定遷移時機和目標虛擬機選擇的自主性。而且,OpenStack中Nova-Scheduler模塊的目標主機選擇算法單一,只是經(jīng)過主機過濾后按照內存剩余量排序,優(yōu)先選擇內存剩余量大的作為目標主機。針對以上問題,本文在研究和分析了近幾年國內外流行的虛擬機遷移策略之后,結合OpenStack開源云平臺,提出了一種優(yōu)化的虛擬機遷移策略。本文首先分析了OpenStack現(xiàn)有的資源分配方式,然后分析了OpenStack的動態(tài)遷移策略,著重分析了OpenStack的Scheduler模塊。通過優(yōu)化的虛擬機遷移策略與OpenStack調度模塊相結合,著重改進了Scheduler中定位目標主機的算法。由于Scheduler在選擇目標主機時并沒有考慮無效遷移,所以本文提出的目標主機選擇策略,通過設置合適的閾值,結合時間序列預測技術,避免了無效遷移,節(jié)省了數(shù)據(jù)中心整體能耗。最后,本文利用CloudSim仿真軟件模擬了一個數(shù)據(jù)中心,通過對CloudSim中相關類的修改,在其上實現(xiàn)了本文提出的虛擬機遷移算法。通過仿真實驗,得到了虛擬機遷移的相關能耗數(shù)據(jù),通過分析比較這些數(shù)據(jù),證實該算法在一定程度上能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能耗。
【關鍵詞】：云計算 數(shù)據(jù)中心 能耗 虛擬機遷移 OpenStack開源云平臺
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP302
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 云計算研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 云環(huán)境中虛擬機遷移技術研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文的內容及主要研究工作16-17
• 1.4 論文組織結構17-18
• 第二章 相關技術18-31
• 2.1 云計算技術18-20
• 2.1.1 云計算簡介18-19
• 2.1.2 云計算應用場景及關鍵技術19-20
• 2.2 虛擬化技術20-25
• 2.2.1 虛擬化概念20-22
• 2.2.2 虛擬機靜態(tài)遷移技術22-23
• 2.2.3 虛擬機動態(tài)遷移技術23-25
• 2.3 OPENSTACK簡介25-30
• 2.3.1 OPENSTACK架構25-26
• 2.3.2 OPENSTACK核心組件26-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第三章 面向能耗優(yōu)化的虛擬機遷移機制31-39
• 3.1 能耗指標31-33
• 3.1.1 有效能耗31-32
• 3.1.2 數(shù)據(jù)中心能耗分析32-33
• 3.2 數(shù)據(jù)中心的節(jié)能方法研究33-34
• 3.2.1 降低機房空調系統(tǒng)能耗33-34
• 3.2.2 降低主機設備能耗34
• 3.3 面向能耗優(yōu)化的虛擬機遷移機制設計34-38
• 3.3.1 節(jié)能策略的研究與分析34-35
• 3.3.2 以能耗優(yōu)化為目標的虛擬機遷移方法設計35-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 以能耗為目標的OPENSTACK虛擬機遷移機制設計39-57
• 4.1 OPENSTACK的虛擬機遷移機制39-45
• 4.1.1 OPENSTACK遷移機制39-43
• 4.1.2 OPENSTACK遷移流程43-45
• 4.2 以能耗為目標的OPENSTACK虛擬機遷移觸發(fā)策略設計45-49
• 4.2.1 基于時間序列預測的觸發(fā)條件設計46-47
• 4.2.2 以能耗為目標的虛擬機自動觸發(fā)遷移流程設計47-48
• 4.2.3 遷移觸發(fā)實現(xiàn)48-49
• 4.3 以能耗為目標的OPENSTACK虛擬機選擇策略設計49-52
• 4.3.1 基于OPENSTACK的目標虛擬機選擇方法設計50
• 4.3.2 目標虛擬機選擇流程及實現(xiàn)50-52
• 4.4 基于OPENSTACK的目標主機選擇方法設計52-56
• 4.4.1 目標主機的選擇方法設計53-54
• 4.4.2 目標主機的選擇方法流程及實現(xiàn)54-56
• 4.5 本章小結56-57
• 第五章 仿真實驗與性能評測57-71
• 5.1 CLOUDSIM仿真軟件57-59
• 5.1.1 CLOUDSIM簡介57
• 5.1.2 CLOUDSIM的特點及主要組件57-59
• 5.2 仿真流程59-63
• 5.2.1 仿真環(huán)境配置59-60
• 5.2.2 仿真過程60-63
• 5.3 性能測評63-70
• 5.4 本章小結70-71
• 第六章 總結與展望71-73
• 6.1 本文小結71-72
• 6.2 本文展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-79
• 攻碩期間取得的研究成果79-80

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