本文關(guān)鍵詞：云計(jì)算系統(tǒng)故障注入平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,各種各樣的云計(jì)算平臺(tái)都涌現(xiàn)了出來(lái),各種研究機(jī)構(gòu)和大公司都推出了自己的云平臺(tái),給用戶提供方便的可伸縮的云計(jì)算服務(wù)。云計(jì)算平臺(tái)是云計(jì)算中的核心基礎(chǔ)設(shè)施,所有的云服務(wù)與應(yīng)用都需要部署在云平臺(tái)上,云平臺(tái)可以管理底層的硬件資源例如網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源和計(jì)算資源。虛擬化層又可以把一個(gè)個(gè)物理硬件虛擬成多個(gè)設(shè)備提供給上層的軟件使用。云計(jì)算包含多個(gè)層次,分為IaaS層、Paa S層以及Saa S層。但是,隨著云計(jì)算系統(tǒng)的復(fù)雜度和規(guī)模的增加,云系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障和錯(cuò)誤也越來(lái)越多,嚴(yán)重的故障會(huì)給公司和用戶都帶來(lái)嚴(yán)重的損失。本文針對(duì)云計(jì)算系統(tǒng)的健壯性評(píng)測(cè)這一問(wèn)題,構(gòu)建了針對(duì)云計(jì)算系統(tǒng)的故障注入平臺(tái),采用分布式的架構(gòu),根據(jù)典型的云系統(tǒng)的分層架構(gòu),把故障注入分為多個(gè)層次,分別是分布式計(jì)算層,虛擬化層,云平臺(tái)管理?xiàng)?本文對(duì)這三層設(shè)計(jì)了統(tǒng)一的故障注入框架,并將故障注入的過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化,給測(cè)試人員提供多種接口方便測(cè)試的進(jìn)行,一種是圖形化的實(shí)時(shí)注入接口,一種是腳本方式的批量注入。并且可以對(duì)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單故障進(jìn)行檢測(cè),并能收集故障注入的信息。之后,本文針對(duì)定義的三層的故障層次,對(duì)分布式計(jì)算層,虛擬化層,云平臺(tái)管理?xiàng)舆x取了典型的實(shí)際系統(tǒng),分層研究了各個(gè)層次的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和容錯(cuò)機(jī)制,然后設(shè)計(jì)了針對(duì)這種特點(diǎn)的故障模型和具體的故障注入工具。最后本文在自己搭建的由Cloud Stack,Xenserver,KVM,Hadoop,Spark組成云系統(tǒng)上進(jìn)行了故障注入的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。先分別對(duì)各個(gè)層次進(jìn)行了故障注入的實(shí)驗(yàn),然后對(duì)不同層次的故障進(jìn)行了跨層次的故障注入實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn),我們不僅驗(yàn)證了一些系統(tǒng)自動(dòng)的容錯(cuò)機(jī)制,還對(duì)系統(tǒng)的一些不足提出了改進(jìn)的意見。
【關(guān)鍵詞】：云計(jì)算 分布式計(jì)算 虛擬化 故障注入 容錯(cuò)性測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP306.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題背景8-9
• 1.1.1 課題來(lái)源8-9
• 1.1.2 課題目的與意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 云計(jì)算平臺(tái)簡(jiǎn)介9-10
• 1.2.2 基于軟件的故障注入技術(shù)研究現(xiàn)狀10
• 1.2.3 云計(jì)算系統(tǒng)故障注入國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文結(jié)構(gòu)12-13
• 第2章 云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及容錯(cuò)機(jī)制研究13-22
• 2.1 云計(jì)算整體架構(gòu)13-14
• 2.2 分布式計(jì)算框架架構(gòu)研究和容錯(cuò)策略研究14-16
• 2.2.1 Hadoop的架構(gòu)和容錯(cuò)策略分析14-15
• 2.2.2 Spark的架構(gòu)和容錯(cuò)策略分析15-16
• 2.3 虛擬化平臺(tái)架構(gòu)研究16-19
• 2.3.1 Xen的架構(gòu)17-18
• 2.3.2 KVM虛擬機(jī)管理器架構(gòu)18-19
• 2.4 云平臺(tái)管理?xiàng)＜軜?gòu)研究和容錯(cuò)策略研究19-21
• 2.4.1 CloudStack架構(gòu)研究19-21
• 2.4.2 CloudStack容錯(cuò)策略研究21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 云計(jì)算系統(tǒng)故障注入平臺(tái)框架研究與設(shè)計(jì)22-30
• 3.1 云計(jì)算系統(tǒng)故障注入平臺(tái)整體設(shè)計(jì)22-24
• 3.1.1 故障注入平臺(tái)的框架22-23
• 3.1.2 故障注入的層次設(shè)計(jì)23-24
• 3.2 各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)24-29
• 3.2.1 自動(dòng)部署模塊24-25
• 3.2.2 故障生成模塊25-27
• 3.2.3 故障控制與注入模塊27
• 3.2.4 故障檢測(cè)與監(jiān)控模塊27-28
• 3.2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊28
• 3.2.6 結(jié)果收集與分析模塊28-29
• 3.2.7 回滾模塊29
• 3.2.8 負(fù)載管理模塊29
• 3.3 本章小結(jié)29-30
• 第4章 多層次故障注入工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30-43
• 4.1 多層次故障注入工具的設(shè)計(jì)30-36
• 4.1.1 分布式計(jì)算平臺(tái)故障注入工具的設(shè)計(jì)30-33
• 4.1.2 虛擬化層的故障注入工具的設(shè)計(jì)33-34
• 4.1.3 云平臺(tái)管理軟件棧的故障注入工具的設(shè)計(jì)34-36
• 4.2 多層次故障注入工具的實(shí)現(xiàn)36-42
• 4.2.1 分布式計(jì)算平臺(tái)故障注入工具的實(shí)現(xiàn)36-39
• 4.2.2 虛擬化層的故障注入工具的實(shí)現(xiàn)39-40
• 4.2.3 云平臺(tái)管理軟件棧的故障注入工具的實(shí)現(xiàn)40-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第5章 故障注入評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)43-55
• 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建43-44
• 5.2 多層次故障注入實(shí)驗(yàn)44-54
• 5.2.1 Hadoop和Spark故障注入測(cè)試對(duì)比44-48
• 5.2.2 Xen和KVM故障注入測(cè)試對(duì)比48-51
• 5.2.3 CloudStack故障注入測(cè)試51-54
• 5.2.4 綜合故障注入實(shí)驗(yàn)54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61

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本文編號(hào)：848955