面向SLA的服務(wù)組合QoS管理及優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、本文關(guān)注服務(wù)組合場景下面向SLA(service level agreement)的QoS管理與優(yōu)化問題。在開放的服務(wù)計算環(huán)境下，服務(wù)組合方需要有效的QoS管理機制，通過對其運行環(huán)境的靈活配置與優(yōu)化滿足前端多用戶的動態(tài)QoS需求。另一方面，服務(wù)雙方跨管理域的業(yè)務(wù)關(guān)系由SLA及其管理機制來規(guī)范和保證，作為一種聲明式合約，SLA反映了服務(wù)使用方的QoS需求并為服務(wù)提供方的QoS管理提供了依據(jù)和基礎(chǔ)，因此需要在SLA框架下考慮和設(shè)計服務(wù)組合方

2、QoS管理的功能結(jié)構(gòu)和管理流程，其中服務(wù)組合前端QoS需求由前端SLA合約的簽訂情況決定，而后端SLA合約則保證了各伙伴服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。由于服務(wù)組合其前后端QoS屬性之間的關(guān)聯(lián)性，其前端所能支持和保證的服務(wù)質(zhì)量不僅與底層計算資源配置有關(guān)，而且取決于后端各伙伴服務(wù)的SLA合約簽訂等級。因此面對前端多用戶的動態(tài)SLA簽訂情況，服務(wù)組合方需要實現(xiàn)前后兩端SLA合約的動態(tài)協(xié)調(diào)并同時完成內(nèi)部計算資源的優(yōu)化配置，才能在滿足前端QoS需求的同時最大化

3、其SLA收益，而這兩方面資源的優(yōu)化配置依賴于有效的優(yōu)化方法。
　　本文充分考慮現(xiàn)有的SLA管理框架及技術(shù)，在前后端一致的SLA環(huán)境下，本文提出一個面向SLA的服務(wù)組合QoS管理模型。模型中首先針對服務(wù)組合及其運行環(huán)境中兩方面的可配置資源，形式化定義了服務(wù)組合QoS管理中兩個核心的多目標(biāo)優(yōu)化問題，并進一步建立了二者之間的關(guān)系，使其可以在統(tǒng)一的優(yōu)化方法下解決。隨后本文提出一個面向SLA的服務(wù)組合QoS管理模型，在SLA合約管理層、服務(wù)

4、組合實例管理層以及計算資源配置層三個管理層次分別給出了其管理實體、功能構(gòu)成以及主要的管理活動，并在配置方案優(yōu)化的基礎(chǔ)上建立了各層次功能以及管理實體之間的對應(yīng)關(guān)系，構(gòu)成完整的系統(tǒng)模型。最后在分級和定制兩種管理方式下，給出了整個系統(tǒng)的動態(tài)配置流程。為了高效得到滿足前端QoS需求的最優(yōu)配置方案，本文針對服務(wù)組合QoS管理中的這一核心問題，分別在考慮偏好和不考慮偏好兩種情況下給出了兩種多目標(biāo)優(yōu)化方法及算法。
　　當(dāng)不考慮各個QoS維度上的

5、偏好時，針對現(xiàn)有單純基于帕累托評價的優(yōu)化方法中結(jié)果集規(guī)模不可控問題，引入多目標(biāo)決策輔助方法:PROMETHEE，從而在不提供偏好的情況下實現(xiàn)對候選配置方案的高區(qū)分度量化評價，在此基礎(chǔ)上上提出了遺傳算法:P_MOEA，高效返回top-k個PROMETHEE意義上的帕累托最優(yōu)配置方案。在考慮偏好時，針對現(xiàn)有研究中廣泛使用的線性效用函數(shù)方法存在的不足與局限，引入Tchebycheff距離作為服務(wù)組合QoS優(yōu)化問題的標(biāo)量化函數(shù)，從而根據(jù)偏好設(shè)置

6、定位其最優(yōu)配置方案;隨后針對偏好設(shè)置的困難，給出一個基于模糊謂詞的偏好模型，并提出偏好設(shè)置過程將模糊謂詞表示的偏好信息轉(zhuǎn)化為標(biāo)量化函數(shù)定義需的量化偏好權(quán)重;最后提出了兩個具有不同優(yōu)化目標(biāo)和特點的遺傳算法:single_EA與hybrid_EA，前者返回單個最優(yōu)配置方案并且效率較高，適合于運行時的配置方案優(yōu)化過程。后者返回top-k個最優(yōu)配置方案集合，支持交互式?jīng)Q策過程，適合于配置方案的預(yù)先規(guī)劃與創(chuàng)建。本文通過詳細的實驗研究驗證了算法的性