基于性能感知云仿真遷移技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)有的基于HLA的復(fù)雜仿真系統(tǒng)（Simulation Composability）向著多時空尺度、多物理過程、強非線性耦合和真實構(gòu)型的方向發(fā)展。復(fù)雜系統(tǒng)的復(fù)雜應(yīng)用模式、業(yè)務(wù)流程以及日益增長的容量、通訊和I/O需求，造成復(fù)雜系統(tǒng)仿真難以在仿真過程中保證系統(tǒng)的彈性、魯棒性和容錯需求，使得仿真系統(tǒng)的整體效率面臨巨大挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，結(jié)合云計算技術(shù)的優(yōu)勢，通過云系統(tǒng)仿真平臺“適時”并“透明公開”獲得仿真所需要的服務(wù)，這些服務(wù)具有個性化、連

2、續(xù)的、質(zhì)量高的特性。
　　現(xiàn)有的云平臺(Cloud Platform)的運行流程是這樣的:在戰(zhàn)術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)通信仿真任務(wù)下發(fā)之前，首先需要分析和計算戰(zhàn)術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)通信云仿真管理平臺的物理資源性能負(fù)載情況，然后根據(jù)分析和計算的結(jié)果分配仿真任務(wù)[1]。一旦仿真任務(wù)開始運行，就無法根據(jù)仿真程序所在云實例（Cloud Instance）1的運行情況進行適時的調(diào)度，缺乏實時負(fù)載平衡能力。針對此問題，研究基于性能感知云仿真遷移技術(shù)，在感知系統(tǒng)性能的

3、前提下，實時調(diào)度，完成熱遷移，不影響其它仿真節(jié)點的運行。其主要研究成果和創(chuàng)新點有:
　　1)云仿真管理平臺采用模塊化架構(gòu)
　　云仿真管理平臺采用了模塊化架構(gòu)，由3個核心和若干個擴展定義良好的模塊組成，組成云平臺的每一個Java類或者Java函數(shù)，都可以獨立地存在和運行，或者幾個Java類或者Java函數(shù)相互結(jié)合，聯(lián)合實現(xiàn)所需要的功能通過控制回轉(zhuǎn)(IoC)技術(shù)，極大降低了各個組件之間緊耦合的特性，云仿真管理平臺的整體架構(gòu)更加容

4、易擴展，在十二五科研項目中取得了良好的效果，獲得了項目驗收專家的好評?？刂苹剞D(zhuǎn)(IoC)技術(shù)，使得整個云系統(tǒng)仿真平臺代碼簡潔、功能擴展靈活[2]。
　　2)建立基于“局部監(jiān)測-全局同步”思想的監(jiān)測系統(tǒng)
　　云平臺具有廣域分布及監(jiān)測種類繁雜的特征。虛擬化服務(wù)器(Virtualization Server)為云平臺的主要構(gòu)成單元，整個云平臺為全局，單個虛擬化服務(wù)器和其中的實例為局部整體。以虛擬化服務(wù)器為局部整體進行局部監(jiān)控，云平

5、臺的控制臺和局部監(jiān)控進行全局?jǐn)?shù)據(jù)同步。位于各個虛擬化服務(wù)器中的性能監(jiān)測模塊，通過VMware性能收集器實時監(jiān)測平臺性能參數(shù)，及時獲取性能信息。局部檢測的性能數(shù)據(jù)經(jīng)過改進的增量式關(guān)聯(lián)規(guī)則算法程序減少數(shù)據(jù)量，并且與云平臺管理臺進行數(shù)據(jù)同步，已達到全局監(jiān)測的目的。用戶可以通過云平臺管理臺有選擇的使用數(shù)據(jù)。
　　3)提出了改進的灰色聚類動態(tài)性能評估和預(yù)測方法
　　從云平臺整體性能角度出發(fā)，通過對云平臺中虛擬化服務(wù)器和其中的虛擬機性能

6、參數(shù)進行分析，針對負(fù)載大小如何確定的問題，分析平均移動預(yù)測模型(Predicting of MoveAverage Model，Model PMA)和灰色預(yù)測模型(Predicting of Gray Model，Model GM)，提出了改進灰色聚類動態(tài)性能評估和預(yù)測方法，評估仿真任務(wù)所在虛擬機負(fù)載是否達到設(shè)定的閾值。達到閾值后，預(yù)測實例負(fù)載情況發(fā)展的好壞趨勢。
　　4)提出了云實例調(diào)度方法
　　結(jié)合比較法(Compari

7、son Method)、隨機數(shù)法(Random Number Method)和其它方法，提出云平臺的實例調(diào)度方法。當(dāng)實例的性能被評估達到閾值（Threshold），并預(yù)測未來的趨勢向壞的方向發(fā)展時。根據(jù)提出的調(diào)度方法進行遷移操作。
　　最后將戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)云仿真系統(tǒng)應(yīng)用于上述技術(shù)和方法組成的云平臺中，組成戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)云仿真管理平臺。完成了各項功能子系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)了仿真資源的靜態(tài)調(diào)度，資源狀態(tài)的全局動態(tài)監(jiān)測，性能感知預(yù)測及任務(wù)動態(tài)調(diào)度和