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双层可动态部署的虚拟机调度策略的研究

作　者: 姜岚
导　师: 顾春华
学　校: 华东理工大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 云计算调度策略虚拟机负载平衡队列
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 26次
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内容摘要

云计算的发展是信息技术快速进步和大数据时代的必然产物。云计算整合了网格计算,并发式计算和虚拟化技术,成为目前主流的一种研究方向。云计算技术的不断发展和深入给信息时代带来了很大的冲击力,当然益处也是越来越清晰。云计算提供了一种新型思想：虚拟化的思想,按需付费的思想,提供服务的思想。云将应用和信息资源与底层的用以交付他们的基础设施和机制分开,增加了协作、敏捷、扩展性、可用的潜能,能够通过优化的、有效率的计算来降低成本。云计算的实现中主要考虑的是虚拟化的思想。然而,现在的云计算并没有通过虚拟化技术实现资源的有效的利用,在目前的云任务调度模型中,还是以传统的单任务调度算法为主,主要是基于资源过滤的最佳匹配调度策略。然而在云环境中,用户是按需付费来购买所需要的服务,所以用户希望利用有限的存储资源和计算资源完成尽可能多的任务。传统的任务调度模型不能满足复杂的云计算环境中的需求。本文提出一种新的虚拟机调度框架将云计算数据中心的资源合理的、有效率的分配给用户。这种调度策略从以下三个方面做出了创新。1.引入双层队列机制。第一级队列为许可队列,对用户的访问权限进行控制；第二级队列为处理队列,根据用户的类型,排队时间和该种类型用户所在的比例进行排队,确定最终的处理优先级。使用FS-ALOHA算法检测和处理碰撞,保证所有用户的请求能够得到及时的响应。如果用户撤销请求,可以在队列中直接注销,能够避免重复性操作,提高了系统执行的效率。2.引入监控器对底层的虚拟机和物理服务器进行监控。因为用户类型和作业类型不同,所以监控器的监控指标也不相同,本文提出七种类型的监控器。这种实时的监控能够动态的检测系统中各个指标的运行状态。同时在监控中部署蚁群优化查找算法,通过这种启发式算法,精准实时的掌握各个任务处理器的执行能力和处理状态。用户提交的请求只需通过监控器的指示,就能找到适合的处理者,而不需要逐个进行查找。3.引入路由选择关键字有效地的将队列和监控器进行绑定。因为用户的类型不同,需要处理的作业也不同,所以不同的用户作业需要监控的指标不同。用户提交请求后,系统会给每个请求贴上标签(即路由选择关键字)。这种新的虚拟机调度框架创新性的将队列,路由选择关键字和监控器结合起来,形成一种高效安全的调度框架(QRM框架)。通过理论分析,这种双层可动态部署的虚拟机调度模型能够在增加调度效率的同时减少系统的错误率。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章前言  10-12
  1.1 研究背景  10
  1.2 研究现状  10-11
  1.3 研究内容与意义  11
  1.4 论文组织结构  11-12
第2章相关调度模型介绍  12-33
  2.1 IaaS平台调度模型  12-14
  2.2 队列调度模型  14-30
    2.2.1 排队系统概述  14-15
    2.2.2 排队系统的特性符号  15-18
    2.2.3 Poisson排队模型  18-20
    2.2.4 单服务窗Poisson排队模型  20-23
    2.2.5 多服务窗Poisson排队模型  23-26
    2.2.6 非马尔可夫排队模型  26-28
    2.2.7 具有优先级的队列  28-29
    2.2.8 排队系统优化  29-30
  2.3 虚拟机调度模型  30-32
    2.3.1 虚拟机调度算法的目标  30-31
    2.3.2 传统的虚拟机调度模型  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章云虚拟机调度算法的设计  33-47
  3.1 云虚拟机调度的设计背景  33
  3.2 QRM框架  33-35
    3.2.1 调度策略描述  34
    3.2.2 虚拟机调度处理流程  34-35
  3.3 确定队列调度模型  35-38
    3.3.1 云计算虚拟机调度时用户请求的排队模型分析  35-36
    3.3.2 确定排队模型和参数定义  36-37
    3.3.3 确定处理规则  37-38
  3.4 云虚拟机调度模型确定  38-44
    3.4.1 启发式算法分析  38-39
    3.4.2 蚁群算法的原理  39-41
    3.4.3 蚁群算法模型  41-42
    3.4.4 虚拟机调度算法中信息素的定义  42-44
    3.4.5 定义任务的执行时间  44
    3.4.6 算法描述  44
  3.5 服务器监控模型  44-46
  3.6 本章小结  46-47
第4章基于QRM调度算法的云系统实现  47-62
  4.1 系统技术背景  47-51
    4.1.1 开发工具Eclipse  47
    4.1.2 Oracle数据库  47-48
    4.1.3 Struts+Spring+Hibernate整合框架  48-50
    4.1.4 JavaWeb项目部署  50
    4.1.5 JSP和Java Script  50-51
    4.1.6 EXTJS框架  51
  4.2 系统设计  51-60
    4.2.1 系统需求分析  51-54
    4.2.2 系统架构设计  54-57
    4.2.3 系统表设计  57-60
  4.3 系统结果分析  60-61
    4.3.1 系统适用性  60
    4.3.2 系统开销  60-61
    4.3.3 安全性分析  61
  4.4 本章小结  61-62
第5章总结与展望  62-64
  5.1 总结  62-63
  5.2 展望  63-64
参考文献  64-69
致谢  69

双层可动态部署的虚拟机调度策略的研究

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