IaaS云计算环境中基于SLA的资源动态管理研究

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mathayus0422
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随着整个社会信息技术的发展,在并行计算、分布式计算和网格计算三大计算模型相继被提出并发展成熟以后,学术界又提出了一种新的计算模型——云计算。云计算通过网络将大量的计算资源和存储资源进行整合,为用户提供了随需而定、易于伸缩的计算模式。用户通过向数据中心请求一定的资源并与提供商签订服务等级协议(Service Level Agreement, SLA)来保证自己部署服务的服务质量。但是,用户的服务对资源的使用情况往往是随着时间的变化而变化的,并呈现一定的规律性。如果资源提供商依据静态资源调度的方法提供给用户恒定的资源,虽然用户服务的SLA可以被保证,但在用户服务空闲的时候,过剩的资源就被白白地浪费掉了。因此,如何在保证用户服务SLA的同时,高效地进行资源调度,是云计算数据中心需要解决的问题,这也是本课题的主要研究问题。虚拟化技术的出现使得对云计算数据中心进行资源动态管理成为可能。它允许在一台物理服务器上同时运行多台虚拟机,这些虚拟机之间互不影响,部署到云端的应用服务被封装在这些虚拟机中并映射到各个物理服务器上。而虚拟机则可以从一台物理机迁移到另一台物理机,但不影响运行于其上的应用程序。因此,资源提供商可以在用户的服务空闲的时候,通过动态迁移技术整合资源,使虚拟机被集中在更少的物理机上,然后关闭那些没有任何虚拟机的物理机或使之处于低耗状态,以降低运营成本,或为更多客户服务。特别地,通过虚拟化技术将众多应用的运行环境整合并动态调度资源,不仅极大地降低了数据中心的能源消耗,减少对环境的污染,同时也为基础设施提供商发掘了一条降低成本的有效途径。经过对该方面工作的研究与分析,本文提出了一种启发式的动态资源调度策略,该策略降低了因需要调整资源分配而进行虚拟机迁移的次数,这样既可最大限度地减少活动物理机的数量,又可降低SLA违反现象的发生几率。为了证明本文提出的策略的有效性,我们首先进行了CloudSim仿真实验,在不同数目物理机的应用场景下,与现有的典型算法相比,本文的优化策略在虚拟机迁移次数和SLA违反率指标上都有了很大的改进,更好地实现了保证SLA,节省能耗的期望。最后,我们又利用开源的虚拟化平台管理软件Proxmox搭建小型的私有云平台,并对其进行二次开发,将本文提出的改进策略与之融合,实现了一个真正的云计算资源管理原型系统,经过多种测试,该平台不仅能完全的实现自动化管理,而且测试结果也证明了本文的调度策略在实践中的可用性。
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