数据中心虚拟机资源调度的评价方法研究

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随着互联网中小企业的迅速发展以及分布式微服务架构的发展,云计算业务近年来正高速增长。一方面要求云计算服务商能够灵活地调度虚拟机以适应需求的快速变化;另一方面,分布式架构广泛应用,不同的模块对资源的需求不一,提供服务间优化组合的空间。这些条件都为虚拟机资源调度提供了发展机会。然而,这些调度算法的评价指标并不全面,不全面的评价方法使数据中心对自身服务的质量难以估计。在数据中心虚拟机按需分配以及动态调度的场景下,本文对数据中心资源调度的评价问题进行了深入的研究。在分析研究了目前虚拟机资源调度评价指标体系的基础上,针对虚拟机迁移代价方面研究以下两方面的指标。一方面,在分析了当前评价服务质量指标的基础上,对迁移时机、迁移频繁度方面,结合用户记忆效应,提出新的服务指标解决迁移影响进行量化评价问题。另一方面,应用网络连接分析法,对虚拟机网络结构对迁移的影响的问题进行了研究。首先,通过实验指出目前评价算法中对虚拟机流量拓扑的忽视,基于虚拟机网络拓扑的结构的特点,提出虚拟机重要性的指标;并描述了提出的算法能够整合现有的基于资源利用率的虚拟机迁移热点检测工作。仿真实验表明该算法能够从一定程度上解决量化迁移不同虚拟机的影响问题。最后,在数据中心虚拟机动态调度算法的综合评价方面,对指标进行归类,并提出利用TOPSIS以及合并排序的方法建立综合评价指标。基于提出的评价指标以及评价方法,本文对常用的云计算仿真软件CloudSim作为评价框架的设计进行讨论。对CloudSim中的虚拟机迁移过程以及事件处理过程的设计进行了改进,使之适于评价方法的实现。通过使用该评价环境对常用算法的仿真分析,说明本文提出的方法的实用性。
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