SLA約束下的云資源調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和虛擬化技術(shù)的普遍應(yīng)用，云計(jì)算作為一種支持用戶按需服務(wù)，按用付費(fèi)的服務(wù)模式得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)可。
　　云計(jì)算中的資源管理是影響云計(jì)算系統(tǒng)性能的核心要素。大規(guī)模的集群運(yùn)算系統(tǒng)支撐的云計(jì)算需要通過有效的資源管理技術(shù)保障用戶應(yīng)用的可靠性和資源的可用性，以實(shí)現(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)的安全性。
　　由于云的效用特點(diǎn)，云用戶和云資源環(huán)境都會不斷變化，如何在動態(tài)環(huán)境中規(guī)劃、調(diào)度與調(diào)整云資源以滿足用戶紛繁的需求成了云計(jì)算環(huán)

2、境亟待解決的問題。作為云用戶與云服務(wù)提供商之間約定服務(wù)質(zhì)量、價(jià)格等因素的服務(wù)等級協(xié)議(Service Level Agreement, SLA)是保障雙方預(yù)期與責(zé)任的規(guī)范。通過SLA的約束可以最大可能的提高用戶滿意度和云服務(wù)提供商的資源利用率，從而推進(jìn)用戶和云服務(wù)提供商加入云計(jì)算的意愿。這就需要研究者從服務(wù)等級協(xié)議的目標(biāo)和約束條件下推動云資源調(diào)度的創(chuàng)新技術(shù)。因此，本文重點(diǎn)關(guān)注SLA約束條件下的高效云資源調(diào)度，主要包括以下四個(gè)方面：

3、>　　1.研究了SLA約束條件下云資源調(diào)度的架構(gòu)設(shè)計(jì)，通過將 SLA的協(xié)商、產(chǎn)生、維持、資源調(diào)度等工作交給云代理完成，以解決云計(jì)算環(huán)境資源服務(wù)和增值服務(wù)不明晰的問題。本文提出了一種SLA約束下云資源調(diào)度架構(gòu)，并通過對此架構(gòu)的核心云代理的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)云環(huán)境下按需提供、彈性可擴(kuò)展的資源供應(yīng)。并在此基礎(chǔ)上在云代理中設(shè)計(jì)一種類似于交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的區(qū)分服務(wù)緩存結(jié)構(gòu)，以降低云代理在調(diào)度過程中可能出現(xiàn)的任務(wù)丟失和等待隊(duì)列過長的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用SL

4、A約束下的云資源調(diào)度架構(gòu)能有效保障用戶的應(yīng)用可靠性和資源的可用性。
　　2.研究了云代理在滿足用戶個(gè)性化需求的資源選擇問題，以解決可用資源匹配用戶應(yīng)用的復(fù)雜性問題。本文針對用戶的應(yīng)用將云代理拆分為具有工作流關(guān)系的任務(wù)隊(duì)列，并針對這些隊(duì)列分別請求資源。首先將云資源選擇的過程對等為SLA匹配的過程，并在此基礎(chǔ)上提出了模糊化評價(jià)的方法對不同的任務(wù)選擇最佳的SLA匹配以滿足任務(wù)的資源需求。該方法通過權(quán)重描述各云代理及用戶間SLA度量的差距

5、，用 SLA數(shù)據(jù)表示需要匹配的內(nèi)容，采用各代理間的互評價(jià)方法來選擇最佳SLA匹配，并對選擇算法進(jìn)行基于任務(wù)間工作流關(guān)系的強(qiáng)制推薦優(yōu)化，以提高應(yīng)用在云環(huán)境下的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法對降低應(yīng)用的總體代價(jià)，從而提高資源的可靠性保障具有一定的優(yōu)勢。
　　3.研究了在云基礎(chǔ)設(shè)施上通過SLA約束的虛擬機(jī)調(diào)度，解決如何最大可能利用云資源的問題。云資源的調(diào)度問題在基礎(chǔ)設(shè)施層面上是虛擬機(jī)的調(diào)度問題，其調(diào)度的方法關(guān)系到基礎(chǔ)設(shè)施的利用效率和基礎(chǔ)設(shè)施

6、服務(wù)提供商的收益等。本文提出使用任務(wù)管理和資源分配兩個(gè)層次來提高云資源的效用，降低虛擬機(jī)調(diào)度的代價(jià)，滿足任務(wù)的SLA約束，從而保障云資源的可用性。本文在云代理上設(shè)計(jì)任務(wù)的管理分為預(yù)測、反饋和判定三個(gè)步驟，在預(yù)測方式上采用多層曲線擬合的方式預(yù)測可能出現(xiàn)的資源需求，在反饋方式上采用反饋SLA與資源SLA閾值間的距離計(jì)算來判斷是否會產(chǎn)生新的資源需求，并將預(yù)測與反饋交判定步驟，通過移動平均線的方式來對資源的需求可能進(jìn)行判定。在SLA匹配進(jìn)行云資

7、源的虛擬機(jī)調(diào)度上使用多因子供需匹配的方式來尋找最優(yōu)的實(shí)體機(jī)，以滿足任務(wù)的資源需求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用SLA約束下的虛擬機(jī)調(diào)度可以有效提高資源的利用率，保障云資源的可用性和可靠性。
　　4.研究了混合云環(huán)境下的云資源調(diào)度機(jī)制，以滿足大規(guī)模資源共享的靈活性和應(yīng)用的實(shí)時(shí)性要求。云的動態(tài)彈性特點(diǎn)決定了云代理在當(dāng)前云資源不足以滿足現(xiàn)有需求的情況下可以向外租用服務(wù)以滿足動態(tài)變化的用戶需求。本文通過動態(tài)規(guī)劃的方式提高內(nèi)部云資源的利用率和最小化外