本文關鍵詞：云計算系統(tǒng)故障注入平臺的研究與設計

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【摘要】：隨著云計算技術的發(fā)展,各種各樣的云計算平臺都涌現(xiàn)了出來,各種研究機構(gòu)和大公司都推出了自己的云平臺,給用戶提供方便的可伸縮的云計算服務。云計算平臺是云計算中的核心基礎設施,所有的云服務與應用都需要部署在云平臺上,云平臺可以管理底層的硬件資源例如網(wǎng)絡資源、存儲資源和計算資源。虛擬化層又可以把一個個物理硬件虛擬成多個設備提供給上層的軟件使用。云計算包含多個層次,分為IaaS層、Paa S層以及Saa S層。但是,隨著云計算系統(tǒng)的復雜度和規(guī)模的增加,云系統(tǒng)在運行過程中可能出現(xiàn)的故障和錯誤也越來越多,嚴重的故障會給公司和用戶都帶來嚴重的損失。本文針對云計算系統(tǒng)的健壯性評測這一問題,構(gòu)建了針對云計算系統(tǒng)的故障注入平臺,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層次,分別是分布式計算層,虛擬化層,云平臺管理棧層,本文對這三層設計了統(tǒng)一的故障注入框架,并將故障注入的過程標準化,給測試人員提供多種接口方便測試的進行,一種是圖形化的實時注入接口,一種是腳本方式的批量注入。并且可以對系統(tǒng)的簡單故障進行檢測,并能收集故障注入的信息。之后,本文針對定義的三層的故障層次,對分布式計算層,虛擬化層,云平臺管理棧層選取了典型的實際系統(tǒng),分層研究了各個層次的結(jié)構(gòu)特點和容錯機制,然后設計了針對這種特點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)上進行了故障注入的測試實驗。先分別對各個層次進行了故障注入的實驗,然后對不同層次的故障進行了跨層次的故障注入實驗。通過實驗,我們不僅驗證了一些系統(tǒng)自動的容錯機制,還對系統(tǒng)的一些不足提出了改進的意見。
【關鍵詞】：云計算 分布式計算 虛擬化 故障注入 容錯性測試
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 課題來源8-9
• 1.1.2 課題目的與意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 云計算平臺簡介9-10
• 1.2.2 基于軟件的故障注入技術研究現(xiàn)狀10
• 1.2.3 云計算系統(tǒng)故障注入國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文結(jié)構(gòu)12-13
• 第2章 云計算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及容錯機制研究13-22
• 2.1 云計算整體架構(gòu)13-14
• 2.2 分布式計算框架架構(gòu)研究和容錯策略研究14-16
• 2.2.1 Hadoop的架構(gòu)和容錯策略分析14-15
• 2.2.2 Spark的架構(gòu)和容錯策略分析15-16
• 2.3 虛擬化平臺架構(gòu)研究16-19
• 2.3.1 Xen的架構(gòu)17-18
• 2.3.2 KVM虛擬機管理器架構(gòu)18-19
• 2.4 云平臺管理棧架構(gòu)研究和容錯策略研究19-21
• 2.4.1 CloudStack架構(gòu)研究19-21
• 2.4.2 CloudStack容錯策略研究21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 云計算系統(tǒng)故障注入平臺框架研究與設計22-30
• 3.1 云計算系統(tǒng)故障注入平臺整體設計22-24
• 3.1.1 故障注入平臺的框架22-23
• 3.1.2 故障注入的層次設計23-24
• 3.2 各個模塊的具體實現(xiàn)24-29
• 3.2.1 自動部署模塊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 故障檢測與監(jiān)控模塊27-28
• 3.2.5 數(shù)據(jù)庫模塊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計與實現(xiàn)30-43
• 4.1 多層次故障注入工具的設計30-36
• 4.1.1 分布式計算平臺故障注入工具的設計30-33
• 4.1.2 虛擬化層的故障注入工具的設計33-34
• 4.1.3 云平臺管理軟件棧的故障注入工具的設計34-36
• 4.2 多層次故障注入工具的實現(xiàn)36-42
• 4.2.1 分布式計算平臺故障注入工具的實現(xiàn)36-39
• 4.2.2 虛擬化層的故障注入工具的實現(xiàn)39-40
• 4.2.3 云平臺管理軟件棧的故障注入工具的實現(xiàn)40-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第5章 故障注入評測實驗43-55
• 5.1 實驗環(huán)境的搭建43-44
• 5.2 多層次故障注入實驗44-54
• 5.2.1 Hadoop和Spark故障注入測試對比44-48
• 5.2.2 Xen和KVM故障注入測試對比48-51
• 5.2.3 CloudStack故障注入測試51-54
• 5.2.4 綜合故障注入實驗54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-61
• 致謝61

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本文編號：848955