本文關鍵詞：批量到達的云中心性能分析模型

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【摘要】：云計算作為一個新興領域正處于一個迅猛發(fā)展的階段。越來越多的用戶要求云中心能夠提供有質量保證的服務。若要判斷云中心的服務質量優(yōu)劣就需要對其進行性能評估。云中心由大量物理機構成,每臺物理機可運行百臺以上虛擬機／服務器,規(guī)模龐大且復雜性高,要求必須采用可擴展模型對云中心進行分析。而構造可擴展模型的基礎是對云中心的單元設備即物理機進行建模。用排隊系統(tǒng)對擁有百臺以上虛擬機的物理機系統(tǒng)進行描述,并通過建模計算得到系統(tǒng)平均任務數(shù)量、立即服務概率等性能指標是一種有效的性能評估手段。大量實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析顯示,云服務中25%的用戶任務為批量任務,并且任務服務時間服從一般分布。因此,為面向批量任務的云中心物理機進行建模是十分必要的。 現(xiàn)有成果主要集中在單服務器Mx/G/1排隊系統(tǒng)上,少量的研究者關注多服務器Mx|G|m排隊系統(tǒng)的建模。已經(jīng)有研究者采用排隊系統(tǒng)對物理機進行抽象并建模,得到了一些性能指標。但是,大部分模型都沒有考慮到批量任務并且模型可描述的系統(tǒng)虛擬機數(shù)量較少。因此,目前還沒有一個模型能夠對面向批量任務的云中心物理機進行準確完整的描述。本論文旨在批量任務環(huán)境下,利用建模分析技術為運行在一臺物理機上的多虛擬機服務器系統(tǒng)進行性能分析。 本文的主要工作是：1.使用Mx|G|m|m+r排隊系統(tǒng)對IaaS層云中心物理機上虛擬機服務器系統(tǒng)進行描述,并采用嵌入馬爾可夫鏈方法為該系統(tǒng)建立一種創(chuàng)新的近似分析模型,即NMC[x]模型。該系統(tǒng)批量任務到達過程符合泊松分布,服務時間服從一般分布,存在m臺服務器和容量為r的等待隊列�；贗aaS層云中心的系統(tǒng)概況,本文提出了建模的相關假設以及推導了模型的相關參數(shù)。之后,利用嵌入馬爾可夫鏈技術,獲得模型轉移概率計算方法。2.在NMC[x]模型的基礎上,本文提出了對物理機進行性能評估的方法。為解決由NMC[x]不滿足PASTA性質而帶來的平均時間穩(wěn)態(tài)概率無法計算問題,本文將原始過程進一步近似為嵌入式半馬爾科夫過程,最終獲得了系統(tǒng)任意時間的任務平均數(shù)量和批量任務被立即服務的概率等性能指標求解公式。經(jīng)過實驗的證明,本文提出的模型不僅具有更高的精確度,而且能夠描述中等規(guī)模及以上的系統(tǒng),具有很好的實用性。
【關鍵詞】：嵌入馬爾可夫鏈 IaaS 云計算 性能分析
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP302
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 云服務平臺性能分析的挑戰(zhàn)13-14
• 1.3 研究內容和意義14-16
• 1.4 本文結構安排16-17
• 2 背景知識及相關工作17-35
• 2.1 排隊論概述17-20
• 2.1.1 排隊系統(tǒng)的組成17-19
• 2.1.2 排隊系統(tǒng)的主要性能指標19-20
• 2.2 馬爾可夫過程和馬爾可夫鏈20-23
• 2.2.1 離散時間的馬爾可夫鏈20-21
• 2.2.2 連續(xù)時間的馬爾可夫鏈21-23
• 2.3 排隊系統(tǒng)建模的主要方法23-28
• 2.3.1 嵌入馬爾可夫鏈法24-25
• 2.3.2 補充變量法25-27
• 2.3.3 擬生滅過程和矩陣分析法27-28
• 2.4 面向批量任務的排隊模型研究現(xiàn)狀28-30
• 2.5 云中心排隊模型研究現(xiàn)狀30-33
• 2.6 本章小結33-35
• 3 面向批量任務的IaaS云物理機模型研究35-49
• 3.1 系統(tǒng)描述35-37
• 3.2 模型假設37-38
• 3.3 模型參數(shù)38-40
• 3.3.1 到達過程參數(shù)公式38-39
• 3.3.2 服務過程參數(shù)公式39-40
• 3.4 狀態(tài)轉移矩陣40-48
• 3.4.1 第一部分R142-43
• 3.4.2 第二部分R243-44
• 3.4.3 第三部分R344-46
• 3.4.4 第四部分R446-48
• 3.5 本章小結48-49
• 4 面向批量任務的IaaS云物理機性能分析49-57
• 4.1 性能參數(shù)49-51
• 4.1.1 穩(wěn)態(tài)概率49
• 4.1.2 系統(tǒng)任務數(shù)與立即服務概率49-51
• 4.2 結果分析51-56
• 4.2.1 實驗環(huán)境和參數(shù)52
• 4.2.2 實驗結果和分析52-56
• 4.3 本章小結56-57
• 5 總結和展望57-59
• 5.1 論文總結57-58
• 5.2 不足與展望58-59
• 參考文獻59-62
• 作者簡歷62-64
• 學位論文數(shù)據(jù)集64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 汪浩;李曉明;嚴偉;;一個具有阻行機制的成批到達排隊系統(tǒng)GI~X/M/1/N[J];北京大學學報(自然科學版);2006年03期

2 侯玉梅;劉倩;孫華寶;劉連偉;谷曉燕;;成批到達的有特殊服務時間的多重休假排隊系統(tǒng)分析[J];運籌與管理;2006年04期

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本文編號：934738