【摘要】：隨著虛擬化技術(shù)和云計算技術(shù)的發(fā)展，越來越多的科學(xué)計算應(yīng)用運行在云計算資源之上。MPI編程模型是一種消息傳遞編程模型，大多數(shù)科學(xué)計算應(yīng)用都是基于這種消息傳遞編程模型的高性能計算應(yīng)用，其對網(wǎng)絡(luò)I/O負(fù)載較為敏感。MPI應(yīng)用是一類廣泛應(yīng)用的由多個進程協(xié)同工作的并行計算應(yīng)用，在云計算環(huán)境下，其進程運行在多個不同的虛擬機之中。在IaaS模式下，通常采用虛擬化技術(shù)將物理機分割為多個獨立的虛擬機，，如何將多個虛擬機部署成為滿足MPI應(yīng)用程序的并行計算環(huán)境，以及如何調(diào)度組成該并行計算環(huán)境的多個虛擬機，是云計算環(huán)境下運行MPI應(yīng)用程序所面臨的重要問題。 針對上述這個重要問題，實現(xiàn)了云計算環(huán)境下面向MPI應(yīng)用的服務(wù)部署系統(tǒng)，并設(shè)計了一種基于網(wǎng)絡(luò)I/O負(fù)載均衡的虛擬機放置算法作為系統(tǒng)的虛擬機調(diào)度算法。系統(tǒng)的核心模塊面向MPI應(yīng)用的虛擬集群創(chuàng)建模塊解決了IaaS模式下獨立虛擬機不能滿足MPI應(yīng)用的問題，并在該模塊的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)了面向MPI應(yīng)用的作業(yè)托管功能。創(chuàng)建面向MPI應(yīng)用的虛擬集群的基本思路：將虛擬集群所需的組件預(yù)先部署到虛擬機鏡像中；基于虛擬機模板，調(diào)用IaaS的接口創(chuàng)建多個虛擬機，采用SSH遠(yuǎn)程操作技術(shù)動態(tài)配置虛擬機中的組件，使其正常工作�；诰W(wǎng)絡(luò)I/O負(fù)載均衡的虛擬機放置算法的基本思路：基于監(jiān)控信息預(yù)測MPI應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)I/O的消耗；采用二分搜索算法搜索物理節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)I/O負(fù)載上限，在此限制之下，建立以虛擬機和物理節(jié)點為頂點的有向網(wǎng)絡(luò)圖模型，最后基于該模型求解虛擬機放置矩陣。 基于Linux操作系統(tǒng)和Apache平臺，采用Python、HTML、JavaScript等語言，實現(xiàn)了云計算環(huán)境下面向MPI應(yīng)用的服務(wù)部署系統(tǒng)。功能測試表明：系統(tǒng)實現(xiàn)了創(chuàng)建面向MPI應(yīng)用的并行計算環(huán)境虛擬集群和面向MPI應(yīng)用的作業(yè)托管功能。性能測試表明：與貪心算法進行比較，在作業(yè)消耗的計算時間、單位時間內(nèi)系統(tǒng)總的網(wǎng)絡(luò)I/O吞吐量、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)I/O負(fù)載均衡三個方面，基于網(wǎng)絡(luò)I/O負(fù)載均衡的虛擬機放置算法均有更好的表現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP302

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 褚福勇;肖儂;蔡志平;陳彬;;虛擬機備份機制研究[J];計算機工程與科學(xué);2009年09期

2 王冰;;淺談云計算環(huán)境下用戶數(shù)據(jù)的安全保護和隔離[J];硅谷;2011年15期

3 彭彥;鞠磊;方勇;;基于Java智能卡的可信度量模塊設(shè)計[J];微計算機信息;2009年18期

4 柳青,蓋起賢;Java運行系統(tǒng)與Java虛擬機[J];云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1997年06期

5 文征,徐成,李仁發(fā);Java技術(shù)在嵌入式實時操作系統(tǒng)上的實現(xiàn)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2005年03期

6 倪曉宇,易紅,倪中華,湯文成;基于虛擬機的B/S協(xié)同系統(tǒng)的設(shè)計[J];計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS;2005年02期

7 劉暉;;系統(tǒng)問答[J];電腦迷;2005年05期

8 劉猛;王中生;趙紅毅;;基于Honeynet系統(tǒng)的Linux日志記錄研究[J];電腦知識與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流);2006年36期

9 張振倫;;虛擬機的演化[J];軟件世界;2007年13期

10 娟子;;惡意軟件瞄準(zhǔn)虛擬技術(shù)[J];信息系統(tǒng)工程;2008年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孟廣平;;虛擬機漂移網(wǎng)絡(luò)連接方法探討[A];中國計量協(xié)會冶金分會2011年會論文集[C];2011年

2 汝學(xué)民;莊越挺;;計算機病毒技術(shù)的發(fā)展與防范[A];全國網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會’2004論文集[C];2004年

3 陳曉東;俞承芳;李旦;;基于FPGA的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器及其應(yīng)用[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（3）[C];2008年

4 王軼;陳俊輝;;使用VPC2007搭建企業(yè)應(yīng)用和測試平臺[A];2007第二屆全國廣播電視技術(shù)論文集2（下）[C];2007年

5 于洋;陳曉東;俞承芳;李旦;;基于FPGA平臺的虛擬機建模與仿真[A];2007'儀表，自動化及先進集成技術(shù)大會論文集（一）[C];2007年

6 劉孟全;;服務(wù)器虛擬化相關(guān)問題分析[A];廣西計算機學(xué)會2009年年會論文集[C];2009年

7 李永;吳慶波;蘇航;;基于虛擬機的動態(tài)遷移技術(shù)分析和研究[A];計算機技術(shù)與應(yīng)用進展·2007——全國第18屆計算機技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

8 李鋼;應(yīng)晶;;C2000語言:一種工業(yè)監(jiān)控組態(tài)語言[A];2005中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C];2005年

9 劉振宇;盧暾;劉鐵江;楊根興;;云計算環(huán)境中服務(wù)在線質(zhì)量的評價方法研究[A];第六屆中國測試學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

10 沈騰飛;馬自衛(wèi);;基于GridSphere的Eucalyptus后臺管理系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[A];第十六屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 ;利用工具解決虛擬機監(jiān)測難題[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2007年

2 ;虛擬機管理工具仍有改進空間[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2007年

3 ;加強虛擬服務(wù)器安全的10個步驟[N];計算機世界;2008年

4 特約作者：聶陽德 鐘達(dá)文;體驗虛擬機的神奇魅力(第B04版)[N];電腦報;2002年

5 江蘇 王志軍;用好虛擬機VMware[N];電腦報;2002年

6 薛啟康;VMware虛擬機的文件級備份[N];中國計算機報;2007年

7 ;BEA發(fā)布新版本Java虛擬機[N];人民郵電;2007年

8 電腦商報記者 張戈;趨勢科技的一大步[N];電腦商報;2011年

9 編譯 沈建苗;虛擬化技術(shù)的安全價值[N];計算機世界;2007年

10 河北科技大學(xué) 任文霞邋河北經(jīng)貿(mào)大學(xué) 王春海;在U盤上定制個人PC[N];中國計算機報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 杜雨陽;虛擬機狀態(tài)遷移和相變存儲磨損均衡方法研究[D];清華大學(xué);2011年

2 陳華才;虛擬化環(huán)境中計算效能優(yōu)化研究[D];華中科技大學(xué);2011年

3 楊柳;云計算環(huán)境中基于訪問控制模型的用戶效用安全優(yōu)化研究[D];湖南大學(xué);2011年

4 唐遇星;面向動態(tài)二進制翻譯的動態(tài)優(yōu)化和微處理器體系結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

5 項君;高效靈活的分布對象計算環(huán)境的研究與實現(xiàn)[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2001年

6 丁靖宇;面向企業(yè)虛擬私有云的虛擬專用網(wǎng)技術(shù)研究[D];東華大學(xué);2012年

7 桂春梅;虛擬計算環(huán)境下信譽機制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

8 楊偉建;面向HDTV信源集成解碼芯片的軟硬件協(xié)同設(shè)計研究[D];浙江大學(xué);2001年

9 劉揚;基于Web的區(qū)域經(jīng)濟增長分析PSE模式與應(yīng)用研究[D];華東師范大學(xué);2003年

10 張雪松;軟件迷惑技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王飛;云計算環(huán)境下面向MPI應(yīng)用的服務(wù)部署系統(tǒng)[D];華中科技大學(xué);2012年

2 樂偉;云計算環(huán)境下虛擬機資源分配及部署策略研究[D];云南大學(xué);2012年

3 王旭;基于能耗約束的虛擬機調(diào)度策略研究[D];云南大學(xué);2011年

4 馮偉;多目標(biāo)優(yōu)化的虛擬機調(diào)度模型與關(guān)鍵算法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

5 邱華;用于工業(yè)自動化設(shè)備互聯(lián)的設(shè)備描述語言的定義和實現(xiàn)[D];華東師范大學(xué);2006年

6 褚亞銘;一個教學(xué)用微內(nèi)核操作系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2005年

7 閆玉忠;串行程序并行化技術(shù)研究與一種新實現(xiàn)構(gòu)想[D];西南交通大學(xué);2003年

8 張凱龍;傳統(tǒng)OA的Linux中間件平臺移植技術(shù)及其實現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

9 賈希強;嵌入式數(shù)字電視中間件技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

10 李芳;數(shù)控系統(tǒng)中嵌入式PLC虛擬機的研究與開發(fā)[D];北京工業(yè)大學(xué);2005年

本文編號：2546387