基于群智能算法的云數(shù)據(jù)遷移策略研究
本文關(guān)鍵詞:基于群智能算法的云數(shù)據(jù)遷移策略研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:云計(jì)算這個(gè)研究方向越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。隨著集群規(guī)模和數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長(zhǎng),各行各業(yè)都先后出現(xiàn)了規(guī)模龐大的云數(shù)據(jù)中心。在云數(shù)據(jù)中心中,數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笥楷F(xiàn)出爆炸性的增長(zhǎng)趨勢(shì),對(duì)帶寬的要求也愈來(lái)愈高。猛增的信息量使得網(wǎng)絡(luò)帶寬成為了嚴(yán)重的瓶頸問題。而數(shù)據(jù)遷移是保證云數(shù)據(jù)中心高效運(yùn)行、平滑升級(jí)以及更新系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,在云計(jì)算領(lǐng)域中也占據(jù)著舉足輕重的地位。數(shù)據(jù)遷移的效率以及可靠性能夠直接影響云數(shù)據(jù)中心的性能。而數(shù)據(jù)遷移策略是數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遷移的重要前提,更為今后系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行的有力保障。良好的遷移策略,不僅能夠節(jié)省遷移成本還能夠更好地維護(hù)和管理云數(shù)據(jù)中心。當(dāng)某個(gè)服務(wù)器負(fù)載過大時(shí),可根據(jù)動(dòng)態(tài)遷移策略將數(shù)據(jù)流量分擔(dān)到合適的節(jié)點(diǎn)設(shè)備上分別處理以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。當(dāng)某些數(shù)據(jù)基于某種原因訪問量過大時(shí),網(wǎng)絡(luò)帶寬擁擠會(huì)導(dǎo)致云數(shù)據(jù)中心無(wú)法提供高效的服務(wù)。此時(shí)為解決該問題設(shè)計(jì)出一個(gè)高效的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)遷移策略就顯得尤為重要。部分研究者通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)遷移策略尋找合適的目的位置滿足遷移需求,實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡或者優(yōu)化云數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行成本。而在遷移過程中,對(duì)于目的遷移位置的選擇一般都是隨機(jī)的,只要該服務(wù)器容納得下待遷移的數(shù)據(jù),就可以實(shí)現(xiàn)遷移,該策略雖然遷移速度快,但是效率不高,并且從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看,造成的遷移花銷也可能很大。為保證遷移的高效性,還有一部分研究人員通過最優(yōu)選擇策略選擇了更加高效的目的位置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移,但只是以性能這一個(gè)方面作為目標(biāo),對(duì)于云數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō),雖然能暫時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡,可是沒有考慮遷移成本和帶寬壓力,所以依然沒能從根本上解決帶寬瓶頸問題。本文所要研究的重點(diǎn)是在最大化性能和節(jié)約遷移成本的基礎(chǔ)上以節(jié)省帶寬為目標(biāo),通過動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)遷移策略尋找一個(gè)目的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遷移。為此,提出了一個(gè)新穎的啟發(fā)式算法IB-FA,它基于螢火蟲算法實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)遷移策略。將實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)遷移策略問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)受性能、遷移成本和帶寬約束的多目標(biāo)優(yōu)化問題。為解決該多目標(biāo)優(yōu)化問題,提出了一個(gè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的云環(huán)境的IB-FA架構(gòu)。在與隨機(jī)數(shù)據(jù)遷移策略和最優(yōu)數(shù)據(jù)遷移策略的實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果中表明:本文提出的IB-FA算法能夠找到一個(gè)更加適合數(shù)據(jù)的遷移位置。在分散I/O操作的同時(shí)明顯優(yōu)化了數(shù)據(jù)訪問速度,并且有效提高帶寬利用率,從而解決云數(shù)據(jù)中心的帶寬瓶頸問題。
【關(guān)鍵詞】:云計(jì)算 數(shù)據(jù)遷移 群智能算法 資源利用率 網(wǎng)絡(luò)帶寬
【學(xué)位授予單位】:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TP308;TP18
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 課題的研究背景及意義9
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
- 1.2.1 云計(jì)算的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-11
- 1.2.2 云資源調(diào)度現(xiàn)狀11-13
- 1.3 全文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排13-15
- 第二章 云計(jì)算的相關(guān)知識(shí)概述15-25
- 2.1 云計(jì)算的概念15
- 2.2 云計(jì)算的特點(diǎn)15-16
- 2.3 云計(jì)算的體系框架16-17
- 2.4 云計(jì)算的分類17-18
- 2.5 云計(jì)算關(guān)鍵性技術(shù)18-24
- 2.5.1 虛擬化技術(shù)18-19
- 2.5.2 編程模式19-20
- 2.5.3 Hadoop分布式文件系統(tǒng)20-24
- 2.6 本章小結(jié)24-25
- 第三章 云數(shù)據(jù)中心及資源調(diào)度策略概述25-32
- 3.1 云數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構(gòu)25
- 3.2 云數(shù)據(jù)中心的特點(diǎn)25-26
- 3.3 云資源管理26-27
- 3.4 云數(shù)據(jù)中心任務(wù)部署模型27-28
- 3.5 數(shù)據(jù)遷移放置策略28-30
- 3.5.1 隨機(jī)遷移位置選擇策略28-29
- 3.5.2 最優(yōu)遷移位置選擇策略29-30
- 3.6 數(shù)據(jù)遷移位置選擇策略的構(gòu)模型架30-31
- 3.7 本章小結(jié)31-32
- 第四章 IB-FA算法及數(shù)據(jù)遷移策略的研究32-40
- 4.1 螢火蟲算法32-34
- 4.1.1 螢火蟲算法的思想概要32
- 4.1.2 螢火蟲算法的數(shù)學(xué)描述與算法流程32-33
- 4.1.3 螢火蟲算法的優(yōu)缺點(diǎn)33-34
- 4.2 IB-FA算法34-39
- 4.2.1 IB-FA算法的前提描述34
- 4.2.2 IB-FA算法的思想34
- 4.2.3 IB-FA的數(shù)學(xué)描述與分析34-35
- 4.2.4 IB-FA算法的形式化35-36
- 4.2.5 IB-FA算法解的表示36
- 4.2.6 IB-FA算法的實(shí)現(xiàn)過程36-37
- 4.2.7 IB-FA算法偽代碼37-39
- 4.3 本章小結(jié)39-40
- 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析40-47
- 5.1 HDFS存儲(chǔ)解析40-41
- 5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境41-43
- 5.2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹41-42
- 5.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)42
- 5.2.3 搭建Hadoop集群42-43
- 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析43-46
- 5.3.1 帶寬占用率的比較43
- 5.3.2 負(fù)載均衡的比較43-44
- 5.3.3 遷移成本的比較44-45
- 5.3.4 資源利用率方面的比較45-46
- 5.4 本章小結(jié)46-47
- 第六章 總結(jié)與展望47-48
- 6.1 本文總結(jié)47
- 6.2 展望47-48
- 致謝48-49
- 參考文獻(xiàn)49-53
- 作者簡(jiǎn)介53
- 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果53
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本文編號(hào):290940
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