本文關(guān)鍵詞：云服務(wù)SLA合規(guī)性驗(yàn)證及性能優(yōu)化研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：云計算以低成本的方式為用戶提供高可靠、高可用和規(guī)�？缮炜s的個性化服務(wù)。近年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步和需求的擴(kuò)大,云計算得到了飛速的發(fā)展,日益受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。但是,一方面,云平臺上廣泛使用的虛擬化技術(shù)在提供動態(tài)可伸縮資源服務(wù)的同時,也分離了資源的所有權(quán)和使用權(quán),用戶無法對物理資源直接控制,這就導(dǎo)致了用戶在遠(yuǎn)程使用云服務(wù)的過程中存在不可信云服務(wù)提供商(Cloud Service Provider,CSP)所提供的服務(wù)與服務(wù)等級協(xié)議(Service Level Agreement,SLA)不相符的問題,用戶難以驗(yàn)證云服務(wù)SLA的合規(guī)性,影響其使用云服務(wù)的積極性;另一方面,云基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜所導(dǎo)致的高能耗、低效率等問題使得云平臺的運(yùn)營成本居高不下,CSP迫切需要在滿足服務(wù)SLA的前提下,利用性能優(yōu)化技術(shù)提高云平臺的效率,以降低運(yùn)營成本,提升利潤空間。目前,在云服務(wù)SLA合規(guī)性驗(yàn)證及性能優(yōu)化領(lǐng)域依然存在很多亟待解決的重要問題。本文從云服務(wù)SLA合規(guī)性驗(yàn)證和性能優(yōu)化兩個方面入手,重點(diǎn)研究了這兩方面的相關(guān)技術(shù)并提出了相應(yīng)的解決方案。本文的主要工作和貢獻(xiàn)包括:首先,考慮到CSP能使用Xen的內(nèi)存管理功能動態(tài)地為虛擬機(jī)分配物理內(nèi)存,使得虛擬機(jī)所配額的物理內(nèi)存具有動態(tài)變化性,不可信CSP為了獲取更多的經(jīng)濟(jì)利潤,可能會利用動態(tài)內(nèi)存管理機(jī)制為客戶端虛擬機(jī)分配低于服務(wù)SLA約定的物理內(nèi)存。為了驗(yàn)證云用戶物理內(nèi)存SLA的合規(guī)性,在一定精度范圍內(nèi),提出了一種面向虛擬機(jī)運(yùn)行時環(huán)境的內(nèi)存SLA合規(guī)性驗(yàn)證方法,本方法充分利用Xen的內(nèi)存管理機(jī)制,通過掌握虛擬機(jī)當(dāng)前內(nèi)存的使用情況,在不較大影響虛擬機(jī)服務(wù)性能的前提下,驗(yàn)證了客戶虛擬機(jī)物理內(nèi)存資源SLA的合規(guī)性。第二,不同于直接驗(yàn)證云服務(wù)SLA合規(guī)性的方法,本文進(jìn)一步提出了基于資源消耗預(yù)測的云服務(wù)SLA合規(guī)性驗(yàn)證方法。本文首先通過大量小規(guī)模數(shù)據(jù)集在本地平臺重放用戶程序,獲取歷史觀測值樣本空間;其次使用擬合方法建立用戶程序在本地平臺的上的輸入數(shù)據(jù)與資源消耗的關(guān)系模型;最后,根據(jù)本地平臺和云平臺的服務(wù)能力對用戶程序的影響程度,預(yù)測用戶程序的最差資源消耗,并通過對比用戶程序?qū)嶋H的資源消耗與最差資源消耗的預(yù)測值來驗(yàn)證云服務(wù)SLA的合規(guī)性。第三,提出了基于資源服務(wù)能力映射的云服務(wù)SLA合規(guī)性驗(yàn)證方法。首先,提出了云平臺資源服務(wù)能力的量化評價方法,即云平臺資源服務(wù)能力與用戶SLA參數(shù)之間的映射關(guān)系;接著,根據(jù)云平臺運(yùn)行時資源服務(wù)能力和云用戶資源使用的情況,提出了面向云用戶的服務(wù)SLA合規(guī)性驗(yàn)證方法。最后,根據(jù)云平臺服務(wù)能力測量過程中的性能開銷等因素,提出了成本優(yōu)化的云服務(wù)SLA合規(guī)性驗(yàn)證方法。第四,在服務(wù)可靠性約束下,本文提出了一種云平臺性能和能耗的優(yōu)化方法。從虛擬機(jī)能耗、性能、軟硬件故障及故障恢復(fù)過程等角度綜合分析了云服務(wù)可靠性、性能和能耗之間的關(guān)系。首先,在云服務(wù)可靠性約束下,對虛擬機(jī)的性能和能耗建立了關(guān)聯(lián)模型;接著,推導(dǎo)出虛擬機(jī)的最優(yōu)處理器利用率,平衡了云平臺的性能和能耗,優(yōu)化了云平臺的性能。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.09

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