【摘要】：云計算已經(jīng)成為當今信息技術(shù)領域中最重要的概念,它以獨特的按需付費模式改變了整個IT行業(yè)。云計算代表著計算和數(shù)據(jù)資源日益遷移到互聯(lián)網(wǎng)上去的一個趨勢,提供了新的IT基礎設施和平臺服務,順應了當前全球范圍內(nèi)整合計算資源和服務能力的需求,為高效、可擴展和易用的軟件開發(fā)和使用提供了支持和保障。隨著容器技術(shù)的興起,Docker憑借其輕量級和標準化,迅速成為了云平臺的基礎解決方案,同時也促進了云平臺的飛速發(fā)展。如何更加高效地利用云平臺資源成為一個重要的問題。由于任務的多樣性和不確定性,資源需求也在不斷變化。想要根據(jù)客戶需求動態(tài)管理和提供資源,同時保證服務質(zhì)量,就需要一種高效的資源調(diào)度機制。為了提高容器集群的資源利用效率,本文提出了一種基于Docker的容器集群調(diào)度機制。本文首先對云計算與Docker容器技術(shù)進行了研究,確定了以Docker作為集群的基礎解決方案,然后對集群調(diào)度問題進行建模,提出一種基于圖的流網(wǎng)絡調(diào)度算法,并引入公平策略和搶占式調(diào)度,接著提出一種基于Docker的容器集群資源分配架構(gòu),并根據(jù)架構(gòu)提出一種可擴展的資源分配算法。隨后,本文設計了一種基于Docker的容器集群調(diào)度系統(tǒng),實現(xiàn)了容器集群的高效調(diào)度機制,最后進行了一系列實驗,驗證了本文提出的調(diào)度機制能有效提高容器集群服務質(zhì)量,并有著良好的資源利用效率。
【圖文】：

套能夠隨處運行的自容納單元。此外，容器與虛擬機還擺脫了對物理硬件的需求，允許逡逑我們更為高效地使用計算資源，從而提升能源效率與成本效益。容器和虛擬機之間的主逡逑要區(qū)別在于虛擬化層的位置和操作系統(tǒng)資源的使用方式，如圖２－１所示。逡逑虛擬機會將虛擬硬件、內(nèi)核（即操作系統(tǒng)）以及用戶空間打包在新虛擬機當中，虛逡逑擬機能夠利用“虛擬機管理程序”運行在物理設備之上。虛擬機依賴于ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ，其通逡逑常被安裝在系統(tǒng)硬件之上，這導致ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ在某些方面被認為是一種操作系統(tǒng)。一旦逡逑ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ安裝完成，就可以從系統(tǒng)可用計算資源當中分配虛擬機實例了，每臺虛擬機逡逑都能夠獲得唯一的操作系統(tǒng)和負載（應用程序）。簡言之，虛擬機先需要虛擬一個物理環(huán)逡逑境，然后構(gòu)建一個完整的操作系統(tǒng)，再搭建一層Ｒｕｎｔｉｍｅ，然后供應用程序運行。逡逑對于容器環(huán)境來說，不需要安裝主機操作系統(tǒng)，直接將容器層（比如ＬＸＣ或逡逑ｌｉｂｃｏｎｔａｉｎｅｒ）安裝在主機操作系統(tǒng)（通常是Ｌｉｎｕｘ變種）之上。在安裝完容器層之后

逑ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ和Ｈａｄｏｏｐ邋１．０中的ＪｏｂＴｒａｃｋｅｒ，調(diào)度進程將任務分配給物理機。中央式架逡逑構(gòu)工作方式如圖２－４所示，圖中下方的一個方塊代表一臺物理機，一個圓圈代表一個任逡逑務，圓圈的不同顏色對應不同的工作負載（如Ｗｅｂ服務、批處理任務等）。所有的工作逡逑都由同一個中央調(diào)度器處理，所有的任務都遵循相同的調(diào)度策略運行。逡逑目前，容器集群中大多運行著多種不同的應用程序，由于所有任務都由唯一的調(diào)度逡逑器處理，處理這種異構(gòu)工作負載對調(diào)度器的要求很高。不同應用程序?qū)τ诩嘿Y源的偏逡逑好不同，為了滿足這些應用程序的需求，需要調(diào)度器開發(fā)針對性的調(diào)度策略；同時，單逡逑個調(diào)度器使得任務調(diào)度順序的處理成為一個問題，調(diào)度程序如果沒有經(jīng)過精心設計十分逡逑容易導致等待隊列中的任務積壓。異構(gòu)負載的需求和自身工作方式的限制使得中央式架逡逑構(gòu)的調(diào)度程序往往比較復雜，不過中央式調(diào)度器依然依靠自身架構(gòu)穩(wěn)定，，實現(xiàn)簡單的優(yōu)逡逑勢得到了業(yè)界的青睞。逡逑９邋？邋？邋？邋？逡逑ｆ—邐邋＼逡逑Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ逡逑＼邐邐邐＾逡逑□ｆａＨ逡逑圖２－４中央式架構(gòu)逡逑２３２兩層式架構(gòu)逡逑針對不同應用程序期望調(diào)度器以不同方式進行處理任務的需求
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP393.09

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本文編號：2621659