本文關鍵詞：云環(huán)境下的集群負載分析及調(diào)度策略研究

  更多相關文章： 云數(shù)據(jù)中心 負載分析 虛擬機調(diào)度 降低能耗 SLA

【摘要】：越來越多的用戶使用了云計算服務，云數(shù)據(jù)中心的集群是云服務的主要提供者。由于云環(huán)境的復雜性，理解云集群的負載特征是提高云系統(tǒng)性能、優(yōu)化云集群的關鍵手段。然而，云數(shù)據(jù)中心下的集群負載分析，，尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境下，目前還沒有被充分研究。虛擬化技術(shù)是云環(huán)境中的核心技術(shù)，為了提高集群的資源利用率，通常采用虛擬機動態(tài)調(diào)度的辦法，目前該領域仍沒有標準的算法策略。本文對云集群進行了負載分析，并從云集群負載特征的角度出發(fā)，同時考慮減少云數(shù)據(jù)中心能源消耗和保證用戶服務等級協(xié)定（SLA），對虛擬機的調(diào)度策略進行了研究。 本文首先研究了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的特點及其缺點，分析了云數(shù)據(jù)中心的特點，接著研究了云集群的負載監(jiān)控技術(shù)以及基于libvirt的虛擬機負載搜集技術(shù)。介紹了云環(huán)境下調(diào)度的概念和特征，并以OpenStack云平臺為例詳細分析了云環(huán)境下的調(diào)度機制。以CloudSim為例分析了云模擬技術(shù)，并研究了其中的主要模塊。 隨后，為了能深入理解云數(shù)據(jù)中心負載特征，本文搜集了實際公有云中生產(chǎn)集群的負載數(shù)據(jù)，涉及1082個虛擬機實例和100臺物理機，時間跨度為2013年4月11日至4月17日。從不同角度分析了云數(shù)據(jù)中心的負載特征，包括虛擬機分布特征與調(diào)度機制，虛擬機內(nèi)存分布特征，虛擬機CPU與I/O特征，物理節(jié)點負載特征，虛擬機與物理節(jié)點負載聯(lián)系。通過負載分析，得出了一些觀察結(jié)論并從中提出了一些優(yōu)化云集群的方法。 最后，在云集群負載分析的基礎上，本文研究了云環(huán)境調(diào)度特點和虛擬機調(diào)度模型，并提出了優(yōu)化算法ERSG（Energy Reducing and SLA Guarantee）。該算法優(yōu)化了虛擬機調(diào)度的3個步驟，針對虛擬機調(diào)度時機上，引入了負載預測模型；針對虛擬機選擇策略，保證了用戶SLA；針對調(diào)度目標節(jié)點選擇上，引入了概率分析方法。最后利用云模擬器模擬了云數(shù)據(jù)中心，并對ERSG算法進行實現(xiàn)與分析，驗證了ERSG算法相比其他算法在降低云數(shù)據(jù)中心能量消耗和保證用戶SLA方面的性能優(yōu)勢。
【關鍵詞】：云數(shù)據(jù)中心 負載分析 虛擬機調(diào)度 降低能耗 SLA
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP308
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題及相關背景10-11
• 1.2 課題相關領域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 云環(huán)境負載分析領域11-12
• 1.2.2 云環(huán)境資源調(diào)度領域12-13
• 1.3 本文研究內(nèi)容13-14
• 1.4 論文的組織與結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 云數(shù)據(jù)中心與資源調(diào)度概述15-27
• 2.1 云服務分類及云數(shù)據(jù)中心概述15-18
• 2.2 云集群負載監(jiān)控技術(shù)研究18-20
• 2.2.1 集中式單點負載監(jiān)控架構(gòu)18
• 2.2.2 分布式多點負載監(jiān)控架構(gòu)18-19
• 2.2.3 基于 libvirt 的虛擬機負載獲取技術(shù)19-20
• 2.3 調(diào)度概述與云環(huán)境調(diào)度技術(shù)研究20-24
• 2.3.1 調(diào)度概念術(shù)語及定義20-21
• 2.3.2 云環(huán)境集群下的調(diào)度特征21
• 2.3.3 相關云系統(tǒng)中的調(diào)度機制21-24
• 2.4 云系統(tǒng)模擬技術(shù)研究24-26
• 2.5 本章總結(jié)26-27
• 第三章 云數(shù)據(jù)中心的集群負載分析27-41
• 3.1 OnCloud 云系統(tǒng)架構(gòu)及虛擬機狀態(tài)遷移27-29
• 3.2 負載數(shù)據(jù)描述29
• 3.3 云集群負載數(shù)據(jù)分析29-38
• 3.3.1 虛擬機分布與公有云調(diào)度分析29-30
• 3.3.2 虛擬機運行狀態(tài)分析30-34
• 3.3.3 物理節(jié)點資源利用率分析34-37
• 3.3.4 虛擬機和物理機關系分析37-38
• 3.4 負載分析總結(jié)及優(yōu)化策略38-40
• 3.5 本章總結(jié)40-41
• 第四章 虛擬機調(diào)度策略研究與模擬實驗41-52
• 4.1 虛擬機調(diào)度模型41-44
• 4.1.1 多核 CPU 架構(gòu)42
• 4.1.2 物理節(jié)點能耗模型42-43
• 4.1.3 虛擬機調(diào)度開銷43
• 4.1.4 SLA 違約率指標43-44
• 4.2 虛擬機調(diào)度策略優(yōu)化模型44-47
• 4.2.1 調(diào)度時機的選擇策略44-45
• 4.2.2 調(diào)度虛擬機的選擇策略45-46
• 4.2.3 目標物理節(jié)點的選擇策略46-47
• 4.3 模擬實驗及結(jié)果分析47-50
• 4.3.1 實驗環(huán)境及配置47-48
• 4.3.2 物理節(jié)點能耗開銷測試48-49
• 4.3.3 虛擬機調(diào)度次數(shù)測試49-50
• 4.3.4 租戶 SLA 違反率測試50
• 4.4 本章總結(jié)50-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 本文的主要工作52-53
• 5.2 下一步工作53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-58
• 附錄58-59
• 詳細摘要59-62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李強;郝沁汾;肖利民;李舟軍;;云計算中虛擬機放置的自適應管理與多目標優(yōu)化[J];計算機學報;2011年12期

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本文編號：930815