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云计算环境下一种基于虚拟机动态迁移的负载均衡算法

作 者: 施杨斌
导 师: 梁瑾
学 校: 复旦大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 云计算 负载均衡 动态迁移 负载预测 多准则决策
分类号: TP301.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


继个人计算机、互联网变革后,云计算作为第三次IT浪潮的代表正向我们走来,它带来人类生活、生产方式和商业模式的改变,成为当前IT领域研究的热点。云计算通过网络和虚拟化技术以按需使用、随时扩展和个性定制等方式向用户提供硬件、平台、软件以及虚拟化应用等服务。随着云计算平台上用户以及各种类型应用的增加,如何有效利用系统范围内的资源以保证用户服务等级协议(Service Level Agreement, SLA)成为一个关键的问题。负载均衡算法是实现资源有效利用的重要手段,虚拟机迁移机制因虚拟机资源颗粒大以及应用无关性等优点成为实现负载均衡算法的一种有效机制。本文提出了一种在云计算环境下基于虚拟机动态迁移的负载均衡算法。该算法主要提出两个策略:基于分形方法的触发策略和基于多准则决策的目的节点选择策略。前者基于分形方法进行负载预测确定虚拟机迁移的触发时机,避免了瞬时负载峰值触发的虚拟机迁移问题。后者基于多准则决策的PROMETHEE方法实现虚拟机迁移目的节点的选择,根据待迁移虚拟机对不同物理资源的偏好差异进行决策,使迁移后系统范围内的资源使用更加均衡。最后实验结果表明,该算法能很好的实现负载均衡,提高系统性能。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章 引言  7-11
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 国内外相关研究近况  8-10
  1.3 本文的工作  10-11
第二章 云计算概论  11-24
  2.1 云计算的概念  11-13
    2.1.1 云计算定义  11-12
    2.1.2 云计算的分类和特征  12-13
  2.2 云计算体系架构  13-14
  2.3 云计算关键技术  14-18
    2.3.1 编程模式  14-15
    2.3.2 虚拟化技术  15-16
    2.3.3 数据管理技术  16-18
    2.3.4 资源调度技术  18
  2.4 现有开源云计算平台介绍  18-23
    2.4.1 abiCloud云计算平台  18-19
    2.4.2 Eucalyptus云计算平台  19-20
    2.4.3 Nimbus云计算平台  20-21
    2.4.4 OpenNebula云计算平台  21-22
    2.4.5 各种云计算平台的比较  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章 负载均衡概述及虚拟机动态迁移技术  24-38
  3.1 负载均衡概述  24-29
    3.1.1 负载均衡定义  24
    3.1.2 负载均衡实现原理  24-25
    3.1.3 负载均衡算法分类  25-26
    3.1.4 负载均衡算法的四种策略  26-27
    3.1.5 云计算平台负载评价  27-29
      3.1.5.1 负载的度量  27-28
      3.1.5.2 负载信息的收集方式  28
      3.1.5.3 负载均衡的度量  28-29
  3.2 虚拟机动态迁移技术  29-37
    3.2.1 虚拟机动态迁移的实现过程  29-31
    3.2.2 虚拟机动态迁移的关键技术  31-33
      3.2.2.1 内存迁移  31-33
      3.2.2.2 网络资源的迁移  33
      3.2.2.3 存储设备的迁移  33
    3.2.3 两种动态迁移方法  33-35
      3.2.3.1 预拷贝动态迁移方法  33-34
      3.2.3.2 后续拷贝动态迁移方法  34-35
    3.2.4 Xen虚拟机的动态迁移机制分析  35-37
  3.3 小结  37-38
第四章 云计算环境下一种基于虚拟机动态迁移的负载均衡算法  38-52
  4.1 问题描述  38
  4.2 算法的思想  38-40
  4.3 算法的实现  40-47
    4.3.1 负载衡量策略的实现  40-41
    4.3.2 基于分形方法的触发策略  41-44
    4.3.3 定位策略的实现  44
    4.3.4 基于多准则决策的选择策略  44-47
  4.4 实验与分析  47-51
    4.4.1 算法性能分析  47
    4.4.2 实验环境  47-49
      4.4.2.1 硬件环境  47-48
      4.4.2.2 软件环境  48-49
    4.4.3 实验结果与分析  49-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章 总结与展望  52-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
攻读硕士期间发表的论文  57-58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法 > 算法理论
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