發(fā)布時(shí)間：2020-03-20 04:53

【摘要】：云計(jì)算將自身?yè)碛械馁Y源作為服務(wù)提供給用戶,用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)以按需分配的方式租用和發(fā)布。目前基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)是被廣泛使用的云計(jì)算服務(wù)模型之一,它通過虛擬機(jī)的形式來向用戶提供云計(jì)算資源,按需將自身資源封裝為云計(jì)算服務(wù)向消費(fèi)者收取費(fèi)用。如Xen和VMware這樣的虛擬化技術(shù)允許基礎(chǔ)架構(gòu)資源以效用的方式共享。虛擬機(jī)還可以根據(jù)不同的需求動(dòng)態(tài)分配云計(jì)算資源,為云計(jì)算資源的有效使用提供機(jī)會(huì),并優(yōu)化應(yīng)用程序性能和能耗。云計(jì)算中的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡可以通過將虛擬機(jī)從重載或輕載主機(jī)遷移到其他主機(jī)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn),以節(jié)省能源和緩解與性能相關(guān)的服務(wù)級(jí)別協(xié)議(SLA)沖突。云計(jì)算動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡中的兩個(gè)主要問題,一是如何預(yù)測(cè)重載或輕載狀態(tài)虛擬機(jī);二是如何制定虛擬機(jī)遷移策略。本文致力于研究云計(jì)算環(huán)境下基于負(fù)載預(yù)測(cè)的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移策略,通過調(diào)控云計(jì)算環(huán)境下的多種資源利用率參數(shù)來實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)虛擬機(jī)重載或輕載,而后通過虛擬機(jī)遷移策略實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的負(fù)載均衡。本文首先針對(duì)已有的一種負(fù)載預(yù)測(cè)算法進(jìn)行了優(yōu)化。主要是使用二階錐規(guī)劃公式對(duì)負(fù)載預(yù)測(cè)算法的魯棒性進(jìn)行優(yōu)化,其中訓(xùn)練模式由橢球表示而不是簡(jiǎn)化的凸包。先是導(dǎo)出線性公式,而后基于核函數(shù)的方法為非線性分類構(gòu)造決策模型。最終通過在數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)證明了所優(yōu)化的算法在性能方面有所提高。其次,本文將所優(yōu)化的算法與其他負(fù)載預(yù)測(cè)算法進(jìn)行比較,利用測(cè)試模型中精度最高的負(fù)載預(yù)測(cè)算法,結(jié)合相關(guān)系數(shù)法考慮主機(jī)中的虛擬機(jī)與虛擬機(jī)、虛擬機(jī)與主機(jī)之間關(guān)系,選擇需要遷移的虛擬機(jī)來實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移策略。
【圖文】：

1.1 云計(jì)算的定義美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（The National Institute of Standards andchnology，NIST）提出了以下云計(jì)算定義：“云計(jì)算是一種模型，可以方便需訪問可配置計(jì)算資源(例如，網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)器、應(yīng)用程序和服務(wù))池，其可以以最少的管理工作或服務(wù)供應(yīng)商交互來迅速提供和發(fā)布。這種可以提高資源的可用性�！痹摱x用作區(qū)分云計(jì)算服務(wù)和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)1]。1.2 云計(jì)算的分類所部署的云計(jì)算服務(wù)的主要區(qū)別與所提供的服務(wù)類型有關(guān)，例如（1）間和計(jì)算能力，（2）用于自己軟件部署的平臺(tái)，或（3）在線軟件應(yīng)用程圍從 網(wǎng)絡(luò)電子郵件到商業(yè)分析工具�；谶@些差異，NIST 已經(jīng)提出了三計(jì)算服務(wù)[31]。圖 2-1 描述了三種服務(wù)模型。在本節(jié)中，將討論每個(gè)類別的計(jì)算服務(wù)，以獲得對(duì)現(xiàn)有服務(wù)的概述。

圖 2-2 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)Fig 2-2 Cloud computing architecture1. 物理資源層包括計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件等；2. 資源池層是將大量相同類型的資源合并到一個(gè)同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池中，如計(jì)算資源池、數(shù)據(jù)資源池等。構(gòu)建資源池更多的是對(duì)物理資源的集成和管理，譬如研究如何在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的空間中裝下 2000 臺(tái)服務(wù)器、解決冷卻和故障節(jié)點(diǎn)替換的問題并降低能耗；管理云計(jì)算的中間件，并對(duì)眾多應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，以便資源能夠高效、安全地為應(yīng)用提供服務(wù)；3. 面向服務(wù)的架構(gòu)層(Service-OrientedArchitecture,SOA)將云計(jì)算功能封裝成標(biāo)準(zhǔn)的 Web Services 服務(wù)，，并集成到 SOA 體系中進(jìn)行管理和使用，包括服務(wù)注冊(cè)、查找、訪問和服務(wù)工作流的創(chuàng)建等。管理中間件和資源池層是云計(jì)算技術(shù)的最關(guān)鍵部分，SOA 構(gòu)建層的功能更多地依賴外部設(shè)施提供。4. 云計(jì)算管理中間件負(fù)責(zé)資源管理、任務(wù)管理、用戶管理和安全管理。資源管理負(fù)責(zé)云資源節(jié)點(diǎn)的均衡地使用，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的故障并力圖恢復(fù)或屏蔽節(jié)點(diǎn)，
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP302

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本文編號(hào)：2591279