【摘要】：面向云計(jì)算的虛擬數(shù)據(jù)中心(Virtual data center: VDC)以其低廉的價(jià)格和非常有吸引力的按需付費(fèi)模式受到了廣泛的關(guān)注。越來越多的企業(yè)從部署專用服務(wù)器的傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式轉(zhuǎn)向租用云數(shù)據(jù)中心的資源來滿足企業(yè)日常的IT應(yīng)用需求，，以此擺脫維護(hù)和管理基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的高昂開支。通過虛擬化技術(shù)，這些租戶可以高效地共享同一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的資源，獲得了更經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(InfrastructureAsServices: IaaS)。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心模式相比，云計(jì)算環(huán)境下資源虛擬化技術(shù)在提高資源的利用率以及降低能耗等方面都展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì)。但是其高度整合的資源組織和管理方式也帶來了潛在的危機(jī)。全球每年都有成百上千的數(shù)據(jù)中心發(fā)生服務(wù)中斷事件，導(dǎo)致重大損失。同時(shí)，為降低成本，云數(shù)據(jù)中心通常采用商用而非電信級(jí)的底層硬件，其可靠性本身就存在問題，虛擬數(shù)據(jù)中心的高可靠性已成為目前學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界都亟待解決的問題。 本文的研究了以下三個(gè)問題：(1)當(dāng)鏈路發(fā)生故障時(shí)虛擬數(shù)據(jù)中心的冗余設(shè)計(jì)，目的是保證任意單鏈路失效場(chǎng)景下虛擬數(shù)據(jù)中心的可用性；(2)當(dāng)虛擬機(jī)發(fā)生故障（虛擬機(jī)本身故障或承載虛擬機(jī)的物理服務(wù)器故障）時(shí)虛擬數(shù)據(jù)中心的冗余設(shè)計(jì)，目的是實(shí)現(xiàn)單虛擬機(jī)失效時(shí)虛擬數(shù)據(jù)中心的可用性；(3)利用開源軟件Pacemaker完成高可靠性虛擬數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的搭建，通過不同的冗余設(shè)置，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級(jí)和虛擬機(jī)級(jí)的高可靠性。 針對(duì)鏈路失效場(chǎng)景，本文提出了一種基于保護(hù)的可生存虛擬數(shù)據(jù)中心映射算法(Protection Based Survivable Virtual Datacenter Mapping Algorithm: P-SVDMA)，該算法通過預(yù)設(shè)鏈路分離的冗余鏈路實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈路失效的容忍。為了盡量減少冗余資源開銷，本文還提出了基于遷移保護(hù)的可生存虛擬數(shù)據(jù)中心映射算法(MigrationProtection Based Survivable Virtual Datacenter Mapping Algorithm: MP-SVDMA)。MP-SVDAMA算法的基本思想是當(dāng)出現(xiàn)鏈路失效后對(duì)虛擬數(shù)據(jù)中心資源進(jìn)行重新配置，將與失效鏈路相關(guān)的虛擬機(jī)由原來的位置遷移到一個(gè)新的可用位置，以達(dá)到繞開失效鏈路的目的。 針對(duì)虛擬機(jī)失效的問題，本文提出了單節(jié)點(diǎn)冗余算法和K節(jié)點(diǎn)冗余算法。通過對(duì)原始的虛擬數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冗余增強(qiáng)，并將其映射到合理的物理資源上，確保當(dāng)虛擬機(jī)發(fā)生失效時(shí)（虛擬機(jī)失效或者放置虛擬機(jī)的物理服務(wù)器故障），對(duì)外提供給租戶的虛擬數(shù)據(jù)中心仍然可用，從而提高虛擬數(shù)據(jù)中心的可靠性。并且通過合理的資源配置和共享機(jī)制，提高了數(shù)據(jù)中心的資源效用。 針對(duì)高可靠性虛擬數(shù)據(jù)中心的搭建問題，本文采用開源集群管理軟件Pacemaker進(jìn)行了基于云的高可靠性虛擬數(shù)據(jù)中心搭建。文中首先介紹了平臺(tái)搭建中用到的相關(guān)技術(shù)，接著對(duì)Pacemaker的功能和特征做了簡(jiǎn)單描述，然后詳細(xì)介紹了平臺(tái)的搭建流程，最后分別針對(duì)虛擬數(shù)據(jù)中心應(yīng)用級(jí)（MySQL）和虛擬機(jī)級(jí)的高可靠性進(jìn)行實(shí)例說明。
[Abstract]:Virtual data center (VDC) for cloud computing is subject to a wide range of concerns with its low price and a very attractive, on-demand mode of payment. A growing number of businesses move from the traditional operating model of deploying dedicated servers to the resources of the leased cloud data center to meet the business's day-to-day IT application needs, thereby freeing up the high cost of maintaining and managing infrastructure networks. By virtualization technology, these tenants can efficiently share the resources of the same infrastructure and gain a more economical infrastructure as a service (IaaS). Compared with the traditional data center model, the resource virtualization technology in the cloud computing environment has a great advantage in improving the utilization ratio of resources and reducing energy consumption and the like. But its highly integrated resource organization and management approach also lead to a potential crisis. There are hundreds of data centers each year with service interruption events leading to heavy losses. At the same time, in order to reduce the cost, the cloud data center generally adopts commercial and non-telecom-level bottom-layer hardware, and the reliability of the cloud data center is a problem, and the high reliability of the virtual data center has become a problem to be solved urgently in the academic and industrial circles. The following three problems are studied in this paper: (1) The redundant design of the virtual data center when the link fails, the purpose is to ensure the availability of the virtual data center under any single-link failure scenario Sexual; (2) The redundant design of the virtual data center when the virtual machine fails (the virtual machine itself fails or the physical server of the virtual machine is hosting the virtual machine) for the purpose of achieving the availability of the virtual data center when the single virtual machine fails (3) Complete the construction of high-reliability virtual data center platform by using the open source software, Pacemaster, and realize the high reliability of application level and virtual machine level through different redundancy settings In view of the link failure scenario, a protection-based Virtual Datacenter Mapping Algorithm (P-SVDMA) is proposed in this paper. In order to minimize the overhead of redundant resources, a migration-protected Virtual Datacenter Mapping Algorithm (MP-SVD) is also proposed in this paper. the basic idea of the MP-SVDAMA algorithm is to reconfigure the virtual data center resource after the link failure, to migrate the virtual machine associated with the failed link from the original location to a new available location to achieve the bypass of the failed link To solve the problem of virtual machine failure, a single-node redundancy algorithm and a K-section are proposed in this paper. Point-to-point redundancy algorithm. By providing redundancy to the original virtual data center and mapping it to a reasonable physical resource, make sure that when the virtual machine fails (the virtual machine fails or the physical server on which the virtual machine is placed), the virtual data provided to the tenant is externally provided The heart is still available, increasing the virtual data The reliability of the heart is improved, and the data center is improved through reasonable resource allocation and sharing mechanism In order to solve the problem of high reliability virtual data center, this paper uses the open source cluster management software, Packeaker, to carry on the cloud-based high-reliability virtual data center. The paper first introduces the related technologies used in the platform construction, then briefly describes the functions and features of the Packeker, and then introduces the building process of the platform in detail, and finally the high reliability of the virtual data center application level (MySQL) and the virtual machine level respectively.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP308

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本文編號(hào)：2483864