本文關(guān)鍵詞：云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)管理與任務(wù)調(diào)度優(yōu)化策略研究

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【摘要】：云計(jì)算拓寬了用戶可訪問資源的范圍,構(gòu)建了一種以服務(wù)形式彈性、按需獲取各類信息資源的架構(gòu),成為當(dāng)前多種信息應(yīng)用部署和擴(kuò)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)環(huán)境。云計(jì)算強(qiáng)化了面向服務(wù)計(jì)算的理念,其處理的對象被視為來自用戶的各類數(shù)據(jù),滿足用戶需求和實(shí)現(xiàn)資源利用效率的提高是云計(jì)算系統(tǒng)處理和優(yōu)化管理各類數(shù)據(jù)的出發(fā)點(diǎn)。受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、資源分布情況、服務(wù)形態(tài),以及模式等因素的影響,數(shù)據(jù)的優(yōu)化管理和高效調(diào)度問題面臨諸多挑戰(zhàn)。 在總結(jié)云計(jì)算中數(shù)據(jù)管理和優(yōu)化調(diào)度成果的基礎(chǔ)上,本文分別從數(shù)據(jù)的利用效率、各類環(huán)境因素的影響和物理節(jié)點(diǎn)失效等角度,重點(diǎn)考慮了運(yùn)營成本最優(yōu)化的問題,從數(shù)據(jù)管理和優(yōu)化調(diào)度的角度進(jìn)行了較深入的探討,給出了基于熱度的數(shù)據(jù)部署策略、部署節(jié)點(diǎn)性能的綜合度量方法和應(yīng)對節(jié)點(diǎn)失效的數(shù)據(jù)修復(fù)機(jī)制,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行了驗(yàn)證。成果將有利于云計(jì)算服務(wù)提供商在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下,實(shí)現(xiàn)運(yùn)營成本的優(yōu)化,具有較大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本文的主要研究工作和創(chuàng)新成果如下。 1)提出了基于熱度的數(shù)據(jù)塊優(yōu)化存儲(chǔ)策略,實(shí)現(xiàn)了服務(wù)成本最優(yōu)的數(shù)據(jù)塊部署。針對常采用的對數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊和分布式冗余存儲(chǔ)的機(jī)制,引入數(shù)據(jù)塊熱度(用戶對數(shù)據(jù)塊的興趣需求)的概念,給出了不同熱度數(shù)據(jù)塊應(yīng)具備的最優(yōu)冗余存儲(chǔ)個(gè)數(shù)；進(jìn)一步考慮被用來部署服務(wù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的成本差異,得到了一種滿足用戶需求的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊的最小服務(wù)成本策略；通過引入調(diào)整因子,得到可針對不同負(fù)載情況的自適應(yīng)數(shù)據(jù)塊最小服務(wù)成本策略。 2)提出了一種刻畫可用節(jié)點(diǎn)服務(wù)性能的綜合度量方法,能實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)影響下的數(shù)據(jù)塊優(yōu)化調(diào)度部署。針對數(shù)據(jù)塊的業(yè)務(wù)特性,從節(jié)點(diǎn)成本、負(fù)載率、帶寬、網(wǎng)絡(luò)延遲和任務(wù)的計(jì)算復(fù)雜度等角度考慮了備選部署節(jié)點(diǎn)的綜合效用值,給出一種綜合效用評價(jià)指標(biāo),并在此基礎(chǔ)上,得到了服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度模型和策略。 3)給出了一種能夠應(yīng)對節(jié)點(diǎn)失效的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法,保證在服務(wù)總成本最小的情況下數(shù)據(jù)的高效恢復(fù)和使用。為應(yīng)對云計(jì)算系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)失效帶來的數(shù)據(jù)丟失和錯(cuò)誤,我們提出了一種基于差異對待的數(shù)據(jù)重新備份和部署機(jī)制,考慮數(shù)據(jù)塊的熱度,設(shè)計(jì)了選擇性恢復(fù)算法和成本矩陣調(diào)整因子,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的彈性恢復(fù),并在不改變存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊最小服務(wù)總成本的情況下,提高了用戶對內(nèi)容訪問的服務(wù)性能。
【關(guān)鍵詞】：云計(jì)算 云存儲(chǔ) 節(jié)點(diǎn)失效 服務(wù)成本 服務(wù)質(zhì)量
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP333;TP315
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 插圖清單12-14
• 附表清單14-15
• ~.寫清單15-16
• 1 引言16-24
• 1.1 課題研究背景16-19
• 1.2 課題研究意義19
• 1.3 研究內(nèi)容與成果19-22
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)22-24
• 2 背景知識(shí)與相關(guān)工作24-44
• 2.1 本章引論24
• 2.2 云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)24-38
• 2.2.1 云計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)25-26
• 2.2.2 云計(jì)算的服務(wù)模式26-27
• 2.2.3 云計(jì)算的優(yōu)勢分析27-28
• 2.2.4 云計(jì)算的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀28-30
• 2.2.5 云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)及現(xiàn)狀30-38
• 2.3 云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)管理與任務(wù)調(diào)度存在的問題38-43
• 2.3.1 數(shù)據(jù)管理38-41
• 2.3.2 任務(wù)調(diào)度41-42
• 2.3.3 容錯(cuò)機(jī)制42-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 3 云計(jì)算環(huán)境下成本優(yōu)化存儲(chǔ)策略44-67
• 3.1 本章引論44
• 3.2 相關(guān)工作與問題描述44-48
• 3.2.1 相關(guān)工作46-47
• 3.2.2 問題描述47-48
• 3.3 數(shù)學(xué)模型48-53
• 3.3.1 術(shù)語與符號48-49
• 3.3.2 最小成本的數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)模型49-50
• 3.3.3 最優(yōu)存儲(chǔ)策略的存在性分析50-53
• 3.4 模型參數(shù)討論53-54
• 3.4.1 服務(wù)成本53
• 3.4.2 數(shù)據(jù)塊副本個(gè)數(shù)函數(shù)53-54
• 3.4.3 服務(wù)質(zhì)量54
• 3.5 優(yōu)化策略54-60
• 3.5.1 成本矩陣調(diào)整因子55
• 3.5.2 模型(3-1)的MCSB策略55-57
• 3.5.3 模型(3-2)的MCSB策略57-58
• 3.5.4 自適應(yīng)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的存儲(chǔ)策略58-60
• 3.6 實(shí)驗(yàn)分析60-65
• 3.6.1 環(huán)境設(shè)置60-61
• 3.6.2 結(jié)果分析61-65
• 3.7 本章小結(jié)65-67
• 4 云計(jì)算環(huán)境下一種服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度策略67-87
• 4.1 本章引言67
• 4.2 相關(guān)工作和問題分析67-71
• 4.2.1 相關(guān)工作68-70
• 4.2.2 問題分析70-71
• 4.3 服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度架構(gòu)71-78
• 4.3.1 任務(wù)初始化71-72
• 4.3.2 網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系的建立72-74
• 4.3.3 服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)等級74
• 4.3.4 數(shù)學(xué)模型74-78
• 4.4 任務(wù)調(diào)度策略78-81
• 4.4.1 系統(tǒng)負(fù)載78
• 4.4.2 任務(wù)調(diào)度策略78-81
• 4.5 實(shí)驗(yàn)分析81-86
• 4.5.1 合理性分析81-82
• 4.5.2 整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)性能測試82-86
• 4.6 本章小結(jié)86-87
• 5 云節(jié)點(diǎn)失效情況下的資源部署優(yōu)化策略87-104
• 5.1 本章引論87
• 5.2 相關(guān)工作與問題描述87-91
• 5.2.1 相關(guān)工作88-90
• 5.2.2 問題描述90-91
• 5.3 數(shù)學(xué)模型91-94
• 5.3.1 符號和定義91-92
• 5.3.2 數(shù)據(jù)選擇性恢復(fù)算法92-93
• 5.3.3 數(shù)學(xué)模型93-94
• 5.4 模型參數(shù)確定94-95
• 5.5 優(yōu)化策略95-99
• 5.5.1 成本優(yōu)化95-96
• 5.5.2 資源部署優(yōu)化策略96-99
• 5.6 實(shí)驗(yàn)分析99-103
• 5.7 本章小結(jié)103-104
• 6 總結(jié)與展望104-106
• 6.1 論文工作總結(jié)104
• 6.2 未來展望104-106
• 參考文獻(xiàn)106-118
• 作者簡歷及在學(xué)研究成果118-123
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集123

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：758505