組織型云端系統(tǒng)軟件抗衰調(diào)度問(wèn)題研究.pdf

1、隨著信息通訊技術(shù)的發(fā)展與云計(jì)算的普及，以平板電腦，智能手機(jī)為代表的組織型云端設(shè)備逐漸成為人們生活的必需品。區(qū)別于傳統(tǒng)計(jì)算設(shè)備，由功能相同、結(jié)構(gòu)相似的云端設(shè)備構(gòu)成的組織型云端系統(tǒng)在應(yīng)用管理、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)管理、安全管理、生態(tài)管理、壽命管理等方面都具有獨(dú)特的、類(lèi)似于生物組織的結(jié)構(gòu)特征，這使得適用于云端設(shè)備的可靠性保障方法與傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)有顯著的不同。軟件老化問(wèn)題是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素?；谠贫嗽O(shè)備的操作系統(tǒng)更迭頻繁、節(jié)能技術(shù)發(fā)展迅速、用戶

2、使用習(xí)慣多樣等現(xiàn)狀，云端設(shè)備已逐漸成長(zhǎng)為長(zhǎng)運(yùn)行(long-running)系統(tǒng)，隨之加劇的軟件老化現(xiàn)象亟待解決。軟件抗衰技術(shù)是免疫軟件老化的主要方法。針對(duì)組織型云端系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)特征，以及云端設(shè)備的資源有限、負(fù)載周期不明顯、軟件和系統(tǒng)更新頻繁等問(wèn)題，本文提出了組織型云端抗衰系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)應(yīng)用融合云端系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的模型和算法，解決抗衰系統(tǒng)調(diào)度中軟件老化判定、抗衰閾值確定、抗衰數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸三方面的問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)證與定量分析的方法，驗(yàn)證了算

3、法和模型的可行性與有效性。本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下:
　　1、在組織型云端抗衰系統(tǒng)的模型設(shè)計(jì)方面:本文以保證并進(jìn)一步提高抗衰系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)為前提，在分析現(xiàn)有的單細(xì)胞型抗衰模型的基礎(chǔ)上，提出了融合組織型結(jié)構(gòu)的云端抗衰系統(tǒng)模型，改進(jìn)抗衰系統(tǒng)的可用性、準(zhǔn)確性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)抗衰系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，在抗衰系統(tǒng)中，根據(jù)云端抗衰的實(shí)際需求選擇相應(yīng)的抗衰策略，以達(dá)到提高系統(tǒng)的可靠性的目標(biāo)。
　　2、在軟件老化狀態(tài)判定方面:軟件抗衰的調(diào)度問(wèn)題

4、是解決軟件老化的第一步，而軟件老化判定模型從總體上決定著抗衰的時(shí)機(jī)，因此，該模型的確定是解決抗衰調(diào)度問(wèn)題的首要步驟。本文通過(guò)分析傳統(tǒng)軟件老化判定模型的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合云端設(shè)備自身的特點(diǎn)，提出了云端設(shè)備中約束元的概念，并將約束元應(yīng)用于軟件老化判定模型中，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)約束元的頻度和次數(shù)的研究，預(yù)估云端設(shè)備軟件老化的狀態(tài)。最終達(dá)到在資源有限、用戶操作無(wú)規(guī)律的云端設(shè)備上，利用較少的資源，預(yù)估云端設(shè)備系統(tǒng)當(dāng)前可能發(fā)生失效的概率的目的，并進(jìn)一步利用抗

5、衰操作，有效降低了失效后可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果。
　　3、在抗衰閾值確定方面:抗衰閾值問(wèn)題直接決定著抗衰時(shí)機(jī)的有效性。本文通過(guò)分析傳統(tǒng)抗衰閾值模型的優(yōu)缺點(diǎn)，提出結(jié)合群體感知概念，在以系統(tǒng)環(huán)境復(fù)雜、開(kāi)發(fā)周期短、軟件更新頻繁為特點(diǎn)的組織型云端設(shè)備上，利用云端設(shè)備軟硬件環(huán)境的相似性，減少單一設(shè)備中收集的抗衰數(shù)據(jù)量，并通過(guò)感知權(quán)值，計(jì)算不同分組的抗衰數(shù)據(jù)對(duì)當(dāng)前設(shè)備的影響，得出該設(shè)備相對(duì)精確的抗衰閾值。最終達(dá)到在較少影響用戶體驗(yàn)的前提下，有效完

6、成抗衰任務(wù)，保障云端系統(tǒng)的可靠性的目標(biāo)。
　　4、在抗衰數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸方面:為了評(píng)估和優(yōu)化抗衰模型，需要保存和傳遞抗衰數(shù)據(jù)。云端設(shè)備存儲(chǔ)資源的有限性與享有云服務(wù)的能力，使得抗衰數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸需要更高效的方法與之對(duì)應(yīng)。本文通過(guò)分析日志型存儲(chǔ)的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的云存儲(chǔ)傳輸服務(wù)模式，針對(duì)抗衰模型中的抗衰數(shù)據(jù)提出了一種新型的存儲(chǔ)傳輸模式，針對(duì)云端設(shè)備的本地存儲(chǔ)資源，網(wǎng)絡(luò)通訊等方面進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的優(yōu)化，更可靠地保存和傳輸了云端設(shè)備的抗衰數(shù)據(jù)，為抗衰模