云計算是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)服務的重要基石。云計算以云平臺的形式提供服務,調(diào)度是云平臺系統(tǒng)的關鍵組成。云平臺利用虛擬化技術將硬件、軟件和服務等資源抽象為資源池形式,通過調(diào)度系統(tǒng)統(tǒng)一管理資源。應用服務性能、資源利用率和安全保護是云平臺調(diào)度系統(tǒng)設計的重要目標。根據(jù)虛擬化實現(xiàn)原理,虛擬機之間存在一定相關性即親和性,不同的部署方式會影響虛擬機的應用性能和云平臺的資源利用率。目前OpenStack云平臺的調(diào)度算法過于簡單,缺乏一種調(diào)度機制利用虛擬機親和性這些現(xiàn)象。另一方面,在云平臺調(diào)度系統(tǒng)中,重要的配置參數(shù)存儲于內(nèi)存鍵值存儲服務中,而傳統(tǒng)內(nèi)存保護方法無法防止被劫持操作系統(tǒng)的非法訪問,存在一定安全隱患。當調(diào)度結果導致虛擬機集中部署時,部分服務器上存在大量空閑內(nèi)存,云平臺內(nèi)存效率低下。為了設計合理安全高效的云平臺調(diào)度系統(tǒng),本文圍繞云平臺調(diào)度問題展開,重點研究云平臺調(diào)度系統(tǒng)的親和性、安全保護和內(nèi)存效率3個方面相關聯(lián)的問題,主要貢獻有:1.研究虛擬機親和性,分析不同部署方式對虛擬機應用性能和云平臺資源利用率的影響,定義親和性描述虛擬機之間的關系,設計并實現(xiàn)基于虛擬機親和性的OpenStack云平臺調(diào)度,提高應用性能和資源利用率。2.研究內(nèi)存安全保護,設計并實現(xiàn)基于SGX硬件保護的內(nèi)存鍵值存儲服務,用于安全存儲調(diào)度系統(tǒng)重要的配置參數(shù),研究模塊間調(diào)用消耗熱點,通過批處理優(yōu)化提高讀寫性能。3.研究內(nèi)存使用效率,為了應對調(diào)度結果導致的內(nèi)存資源過�，F(xiàn)象,設計并實現(xiàn)基于SGX鍵值服務的Docker遠程內(nèi)存卷管理,利用遠程內(nèi)存來提高容器應用的10性能,并提高云平臺內(nèi)存效率。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.09
【部分圖文】：

而計算系統(tǒng)虛擬化技術改進了原有計算機系統(tǒng)體系結構，在操作系統(tǒng)層與應??用層之間引入了新的一層?虛擬機管理層（Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｍａｃｈｉｎｅ?Ｍｏｎｉｔｏｒ），簡稱為??ＶＭＭ，或叫作Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ。如圖２．１所示，ＶＭＭ層消除了底層系統(tǒng)與上層應用??軟件之間的緊耦合關系，為共享、隔離、管理多個用戶的私有操作系統(tǒng)提供了可??行性，提高了計算機資源的利用效率。在ＶＭＭ的支持下，一臺物理機上可以同??時運行多個虛擬機（ＶｉｒｔｕａｌＭａｃｈｉｎｅ），虛擬機中運行著應用軟件，虛擬機間共享??底層物理資源。??７??

每個子系統(tǒng)都可以獨立部署和使用。在每個子系統(tǒng)中，又根據(jù)分層ｌａｙｅｒ設計??理念，拆分ＡＰＩ、邏輯處理（含數(shù)據(jù)庫存儲）、底層驅(qū)動適配３個層次［２８］。其架構??如圖２．３所示。??＿＿?■?＾纖????一提供網(wǎng)絡連接Ｉ??提？＾．備￣????提供鏡像??＇提供ＶＭ?—存儲鏡像??ＷＷｉＢＭＢ＾?？?．?．．??Ａ?＆??—￣￣￣＾提供認證服務Ｊ????■，漏??：ｖ｜?ｒ?＞?＾??圖２．３?ＯｐｅｎＳｔａｃｋ架構模型示意圖??ＯｐｅｎＳｔａｃｋ愿景：為所有公有云和私有云提供商提供可滿足它們?nèi)我庑枨�、�??易實施且可以大規(guī)模擴展的開源云計算平臺［２８］。同時ＯｐｅｎＳｔａｃｋ定位是亞馬遜??ＡＷＳ的開源實現(xiàn)，所以我們看到很多內(nèi)容都和亞馬遜基本上是對應的，見表２．１??所示。??１０??

提供一個可擴展的算法池，支持多種算法熱插拔，目前主要實現(xiàn)為初??始放置的ＦＦＤ?（Ｆｉｒｓｔ?Ｆｉｔ?Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ）算法。調(diào)度控制器執(zhí)行預處理和配置，包括??數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和參數(shù)配置。邏輯架構設計模型如圖３．３所示。??調(diào)度決策子系統(tǒng)?？???＾?ｒ???Ｗ?調(diào)度決策器??配?＿＿＿?￣￣一￣???置?１?丨＇％??嘗????￣￣＾?資源調(diào)度決策控制器??．．．．．．．．??，?沒―—�！肛埃�??Ｑ——＾性能監(jiān)控與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變換｜丨調(diào)度實施丨??．?Ｉ?Ｉ?ｊ??云平臺??圖３．３流量親和性調(diào)度決策框架邏輯設計模型示意圖??２４??
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本文編號：2863718