面向復(fù)雜負(fù)載特征和性能需求的云數(shù)據(jù)庫(kù)彈性動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題研究.pdf

1、隨著云計(jì)算的發(fā)展，越來(lái)越多的傳統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)始向云平臺(tái)遷移。云計(jì)算的主要特征之一就是可以彈性擴(kuò)展，所謂的彈性是指當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)載發(fā)生動(dòng)態(tài)變化時(shí)能夠動(dòng)態(tài)的增加或減少資源。而云數(shù)據(jù)庫(kù)彈性動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題一直被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算彈性特征的關(guān)鍵。要實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)庫(kù)彈性動(dòng)態(tài)平衡需要考慮租戶性能和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)資源使用情況，從租戶的角度來(lái)說(shuō)租戶希望自己的性能能得到100％的滿足且云服務(wù)的價(jià)格便宜;從云服務(wù)提供商的角度來(lái)說(shuō)希望租戶的性能都能得到滿足且資源的使用最少即資源能得到

2、充分利用。如果我們能夠?qū)ψ鈶粜阅芎蛿?shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)資源使用情況進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，就可以為云數(shù)據(jù)庫(kù)的彈性動(dòng)態(tài)平衡策略提供很好的指導(dǎo)作用。但是由于云環(huán)境下租戶性能的復(fù)雜性和工作負(fù)載的復(fù)雜性使得云數(shù)據(jù)庫(kù)彈性動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題變得更加復(fù)雜，放大了實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)自適應(yīng)彈性控制的技術(shù)難度。
　　云計(jì)算環(huán)境下多租戶應(yīng)用通常呈現(xiàn)混合動(dòng)態(tài)復(fù)雜負(fù)載特征。高動(dòng)態(tài)主要體現(xiàn)在大波動(dòng)，由于不同租戶不同負(fù)載波動(dòng)的疊加而放大?；旌闲泽w現(xiàn)在不同租戶不同的負(fù)載特種證，總體負(fù)載并不是

3、單純的疊加。并且不同租戶，其數(shù)據(jù)熱度和峰值都不同，使得租戶性能模型和節(jié)點(diǎn)資源模型的構(gòu)建變的復(fù)雜。
　　云計(jì)算環(huán)境下租戶數(shù)據(jù)通常是共享存儲(chǔ)的，就會(huì)存在多租戶資源競(jìng)爭(zhēng)。資源競(jìng)爭(zhēng)的復(fù)雜性增加了租戶性能和資源使用情況預(yù)測(cè)的難度。云中多租戶的資源都會(huì)共享存儲(chǔ)的，負(fù)載高的租戶會(huì)搶占負(fù)載低的租戶的資源或者因?yàn)槟硞€(gè)租戶的負(fù)載特征的發(fā)生了變化而使得資源的使用發(fā)生變化。資源之間的競(jìng)爭(zhēng)使得租戶之間的公平被打破。租戶的性能、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的資源使用情況和負(fù)載的

4、關(guān)系不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。從而使得對(duì)租戶性能和節(jié)點(diǎn)資源使用情況的預(yù)測(cè)變的很困難。
　　云計(jì)算環(huán)境下多租戶的性能是不一樣的，多租戶個(gè)性化性能需求所帶來(lái)的復(fù)雜性，增加了云數(shù)據(jù)庫(kù)分布式數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)放置的難度。云應(yīng)用性能需求的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在不同的租戶其性能需求不同。由于同一節(jié)點(diǎn)往往需要存儲(chǔ)多個(gè)租戶的數(shù)據(jù)，拆分或合并一組租戶的數(shù)據(jù)，放置到合適的節(jié)點(diǎn)，判斷是否能滿足這一組租戶對(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)的性能需求就變得異常困難。
　　本文針對(duì)key/va

5、lue存儲(chǔ)的NoSQL型云數(shù)據(jù)系統(tǒng)共享存儲(chǔ)模式下的彈性動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出了彈性動(dòng)態(tài)平衡控制框架，該框架主要包括租戶性能模型、節(jié)點(diǎn)資源模型和彈性動(dòng)態(tài)平衡執(zhí)行策略生成算法。租戶性能模型主要基于高斯過(guò)程，利用該模型能對(duì)具有復(fù)雜負(fù)載特征的多租戶的性能進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè);節(jié)點(diǎn)資源模型主要基于KCCA方法，利用該模型能對(duì)資源共享模式下存在激烈資源競(jìng)爭(zhēng)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的資源使用情況進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè);彈性動(dòng)態(tài)平衡執(zhí)行策略生成算法是基于租戶性能模型和節(jié)點(diǎn)資源