【摘要】：隨著云計算和服務(wù)計算的迅速發(fā)展,多租戶服務(wù)系統(tǒng)(Multi-tenant Service-based Systems,SBSs)得到了廣泛應(yīng)用。它通過一套服務(wù)系統(tǒng)為成百上千的租戶提供服務(wù),大大節(jié)約了服務(wù)資源。在云環(huán)境中,系統(tǒng)提供商將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(組件服務(wù))以業(yè)務(wù)流程形式進行組合建立服務(wù)系統(tǒng),從而滿足租戶的功能性需求和服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)需求。多租戶服務(wù)系統(tǒng)通常由獨立分布式服務(wù)商提供的多個組件服務(wù)松散耦合地組合而成,因此系統(tǒng)在運行時容易發(fā)生異常,如數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓收系取＿@會造成組件服務(wù)的QoS波動并影響SBSs的質(zhì)量。而系統(tǒng)通過監(jiān)測可以及時地發(fā)現(xiàn)服務(wù)中的異常。但是,隨著近幾年SBSs大規(guī)模的應(yīng)用,大量的服務(wù)需要被維護,監(jiān)測所消耗的成本也越來越大。因此,如何降低監(jiān)測成本成為一個巨大的挑戰(zhàn)。服務(wù)監(jiān)測消耗監(jiān)測資源并且產(chǎn)生系統(tǒng)開銷,因此系統(tǒng)提供商對每個服務(wù)進行不斷地監(jiān)測是不現(xiàn)實的。此外,每個服務(wù)的重要程度不同,若系統(tǒng)運營商為每個服務(wù)提供相同的監(jiān)測資源,不僅會造成資源的浪費,而且可能會使得部分服務(wù)無法獲得足夠的監(jiān)測資源,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定運行得不到保證。所以為了避免監(jiān)測資源的不合理分配,本文通過計算服務(wù)關(guān)鍵性評價服務(wù)的重要程度,并根據(jù)服務(wù)關(guān)鍵性分配監(jiān)測資源,并且在獲得監(jiān)測收益的同時考慮資源成本和系統(tǒng)開銷。除了降低監(jiān)測成本,SBSs滿足租戶個性化的QoS需求也十分重要。不同的租戶對所租用服務(wù)可能存在不同的QoS需求。在有限的監(jiān)測資源下,所有的服務(wù)獲得相同的監(jiān)測資源,就會導(dǎo)致部分租戶的QoS需求得不到滿足,從而造成服務(wù)等級協(xié)議(Service Level Agreement,SLA)的違背。為了保證租戶各自的QoS需求,本文通過對租戶進行等級劃分,并將租戶等級作為服務(wù)關(guān)鍵性的主要因素,使需求更高的租戶所租用的服務(wù)被分配更多的監(jiān)測資源,從而保證SLA正常。在SBSs中,對響應(yīng)時間敏感的時間感知服務(wù)系統(tǒng),如在線視頻系統(tǒng),其租戶對響應(yīng)時間需求迫切,為了考慮監(jiān)測成本的同時提高租戶對響應(yīng)時間需求的滿意程度,本文提出了面向成本優(yōu)化基于SLA的多租戶服務(wù)系統(tǒng)監(jiān)測策略(SLA-driven Cost-Effective Monitoring for multi-Tenant SBSs,SCEMTS)。由于多租戶服務(wù)系統(tǒng)的多樣性,QoS感知的服務(wù)系統(tǒng)中租戶存在多維度的QoS(如響應(yīng)時間,吞吐量,可靠性等)需求。為了監(jiān)測這種QoS感知的服務(wù)系統(tǒng),本文提出了面向成本優(yōu)化多維QoS感知的多租戶服務(wù)系統(tǒng)監(jiān)測策略(Cost-effective Monitoring based on Multiple QoS Parameters of multi-Tenant SBSs,CMMSPTS),以降低QoS感知的服務(wù)系統(tǒng)中的監(jiān)測成本,并提高租戶對其個性化QoS需求的滿意程度。完成了從解決租戶單維QoS需求問題到多維QoS需求問題的進步。本文的主要工作如下:1、針對時間感知的服務(wù)系統(tǒng),本文提出了 SCEMTS策略。首先通過SLA參數(shù)(包括租戶對響應(yīng)時間的需求和為其支付的監(jiān)測費用)對租戶進行等級劃分。其次通過服務(wù)關(guān)鍵性評價每個服務(wù)的重要性,并從兩個方面計算服務(wù)關(guān)鍵性:一是基于響應(yīng)時間的關(guān)鍵性,二是基于租戶的關(guān)鍵性。將租戶等級作為基于租戶關(guān)鍵性的主要因素。最后,定義基于租戶等級的監(jiān)測收益,并通過權(quán)衡監(jiān)測收益、資源成本和系統(tǒng)開銷,制定面向成本優(yōu)化的監(jiān)測策略。另外,由于缺乏租戶滿意程度的評價指標(biāo),設(shè)計了 SLA違規(guī)率。通過實驗驗證了在時間感知的服務(wù)系統(tǒng)中,SCEMTS策略降低了監(jiān)測成本并提高了租戶對響應(yīng)時間需求的滿意程度。2、針對QoS感知的服務(wù)系統(tǒng),本文提出了CMMSPTS策略。首先建立QoS感知的租戶等級模型,對租戶多維度QoS(響應(yīng)時間,吞吐量,可靠性等)參數(shù)進行分類,并標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)值,再通過線性加權(quán)對租戶QoS需求進行綜合地評價,從而完成租戶等級的劃分。其次將租戶等級作為服務(wù)關(guān)鍵性的主要因素計算服務(wù)關(guān)鍵性。最后通過權(quán)衡監(jiān)測收益、資源成本和系統(tǒng)開銷,制定面向成本優(yōu)化的監(jiān)測策略。另外,為了模擬不同業(yè)務(wù)場景的SBSs,本文建立不同QoS維度的對比實驗。實驗表明在QoS感知的服務(wù)系統(tǒng)中,CMMSPTS策略降低了監(jiān)測成本,提高了租戶對多維QoS需求的滿意程度。本文針對在多租戶服務(wù)系統(tǒng)監(jiān)測策略的制定中租戶個性化QoS需求和優(yōu)化成本的問題進行了深入的研究,提出了面向成本優(yōu)化的多租戶服務(wù)系統(tǒng)監(jiān)測策略,實驗結(jié)果表明在控制監(jiān)測成本和降低SLA違規(guī)率等方面都優(yōu)于其他典型方法。驗證了在降低監(jiān)測成本的同時,提高了租戶對其個性化QoS需求的滿意程度。保證了監(jiān)測資源的合理分配和多租戶服務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.09
【圖文】：

監(jiān)測到異常的成功率，監(jiān)測效益等方面進行實驗驗證該策略的有效性。逡逑３．１問題描述和示例分析逡逑本文以一個多租戶在線視頻服務(wù)系統(tǒng)為例，如圖３．１，這是一個時間感知的逡逑服務(wù)系統(tǒng)示例，其中在線視頻服務(wù)由７個任務(wù)組成（５１到５７）。系統(tǒng)供應(yīng)商為多租逡逑戶服務(wù)系統(tǒng)中的每個任務(wù)選擇網(wǎng)絡(luò)可訪問的組件服務(wù)，它們同時為／個租戶逡逑（ＴｅｎａｎｔＩ、Ｔｅｎａｎｔ２、邐、叫）服務(wù)。ｊ／、＆和幻用于提供實時流的服務(wù)。？？／、逡逑ｓ７用于視頻點播服務(wù)。租戶可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求［１５］選擇不同逡逑的服務(wù)（直播、點播、直播＋點播）。因為他們有不同的響應(yīng)時間需求，這對于系逡逑統(tǒng)供應(yīng)商來說，對待租戶也會有相應(yīng)的優(yōu)先級，因此租戶具有等級區(qū)別。逡逑圖３．１：多租戶在線視頻服務(wù)系統(tǒng)示例逡逑Ｆｉｇ邋３．１：邋Ａｎ邋Ｅｘａｍｐｌｅ邋ｏｆ邋Ｍｕｌｔｉ－Ｔｅｎａｎｔ邋ＳＢＳｓ邋ｆｏｒ邋Ｏｎｌｉｎｅ邋Ｖｉｄｅｏ邋Ｓｅｒｖｉｃｅｓ逡逑１３逡逑

Ｆｉｇ邋３．４：邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋Ｓｕｃｃｅｓｓ邋Ｒａｔｅ逡逑系統(tǒng)監(jiān)測效益：同樣的，本文將監(jiān)測預(yù)算從５０到５００，故障率從０．１到０．４。逡逑本文以０．１的故障率為例，如圖３．５（ａ）所示，隨著監(jiān)測預(yù)算的增加，所有方法的逡逑效益都在增加。在面對不同的監(jiān)測預(yù)算時，ＳＣＥＭＴＳ優(yōu)于其他方法，從１．０５增逡逑加到邋６．４２。平均而言，ＳＣＥＭＴＳ邋比邋ＳＤＣｒｉＭｕＭｏｎ、ＳＤＭｕＭｏｎ邋和邋ＳＤＲａｎｄＭｏｎ邋的逡逑性能分別高出約２２％、１８％和６０％。ＳＤＲａｎｄＭｏｎ顯然獲得了最低的系統(tǒng)監(jiān)測效逡逑益。逡逑？－邋ＳＤＲａｎｄＭｏｎ邋■邋ＳＤＭｕＭｏｎ邋—＾邋ＳＤＣｒｉＭｕＭｏｎ邋■＞＊邋ＳＣＥＭＴＳ逡逑Ｉ＇邋７逡逑．１邋；逡逑０逡逑５０邐１００邋ＩＳＯ邋２００邐２５０邐３００邐３５０邐４００邐４５０邐５００逡逑ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋Ｂｕｄｇｅｔ（ｆａｕｌｔ邋ｒａｔｅ＝０．１）逡逑圖３．５：系統(tǒng)監(jiān)測效益比較逡逑Ｆｉｇ邋３．５：邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋Ｓｙｓｔｅｍ邋Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋Ｕｔｉｌｉｔｙ逡逑系統(tǒng)總體響應(yīng)時間：在監(jiān)控預(yù)算從５０變化到５００，故障率從０．１變化到０．４逡逑的情況下，比較五種方法下的系統(tǒng)總體響應(yīng)時間。如圖３．６所示，在不同故障率逡逑下，ＳＤＲａｎｄＭｏｎ的響應(yīng)時間優(yōu)于其他方法，且隨著監(jiān)測預(yù)算的增加，除ＮｏｎＭｏｎ逡逑夕卜，其他方法的響應(yīng)時間均有所下降。以圖３．６（ａ）為例，當(dāng)監(jiān)控預(yù)算為２５０時，逡逑ＳＣＥＭＴＳ的響應(yīng)時間幾乎等于ＳＤＣｒｉＭｕＭｏｎ的響應(yīng)時間

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