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摘 要:作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)計算模式，云計算近年來得到了業(yè)界廣泛的關(guān)注.根據(jù)應(yīng)用需求及場景不同，大量的應(yīng)用構(gòu)建在公有云或私有云之上.混合云聯(lián)合了私有云和公有云，克服私有云和公有云模式的不足，充分發(fā)揮云計算的優(yōu)勢，能兼顧服務(wù)質(zhì)量、安全和成本.在混合云中，如何對位于不同云中的資源進行基于應(yīng)用負(fù)載的優(yōu)化調(diào)度是其中的一個關(guān)鍵問題，值得深入研究. 本文結(jié)合當(dāng)前最為熱門的公有云服務(wù)商亞馬遜以及私有云平臺OpenStack，設(shè)計了一個混合云原型系統(tǒng).針對混合云系統(tǒng)的調(diào)度模塊，考慮用戶服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)里的服務(wù)響應(yīng)時間以及虛擬機的工作負(fù)載均衡作為資源調(diào)度目標(biāo)，給出了資源自動申請和資源分配算法.資源預(yù)測算法采用卡爾曼濾波器，基于資源使用的觀測值以及應(yīng)用程序性能模型，本文建立資源預(yù)測模型，能夠?qū)崿F(xiàn)對于虛擬機資源的跟蹤及預(yù)測.通過預(yù)測，統(tǒng)計未來的虛擬機列表中的虛擬機負(fù)載狀態(tài)，運用動態(tài)調(diào)整算法啟用新的虛擬機來申請資源或者關(guān)閉虛擬機來釋放資源，保證資源的高效利用.同時本文給出資源自動申請的雙閾值算法，通過設(shè)定兩個不同的閾值，根據(jù)所有的虛擬機查詢得到的負(fù)載信息與這兩個閾值進行比較，判斷新的資源的啟用與釋放. 本文在私有云平臺OpenStack上增加對公有云的管理以建立混合云系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的調(diào)度模塊實現(xiàn)閾值算法.通過設(shè)計一個web服務(wù)應(yīng)用場景，驗證基于OpenStack的私有云和Amazon公有云間實現(xiàn)了資源調(diào)度及給出的閾值算法的可行性. 當(dāng)用戶請求增多時，能夠?qū)崿F(xiàn)在公有云上啟用新的虛擬機進行負(fù)載均衡.當(dāng)用戶請求減少，私有云中虛擬機負(fù)載減少，則釋放公有云中的資源，實現(xiàn)資源的自動伸縮.針對預(yù)測算法設(shè)計了仿真實驗，驗證該預(yù)測算法能夠較好的實現(xiàn)對于CPU資源使用情況的跟蹤. 關(guān)鍵詞：混合云；資源調(diào)度；資源預(yù)測；openstack
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論-1 1.1 云計算背景-1 1.2 混合云的概念-1 1.2.1 公有云-1 1.2.2 私有云-2 1.2.3 混合云-2 1.3 研究現(xiàn)狀-3 1.3.1 云計算研究現(xiàn)狀-3 1.3.2 混合云研究現(xiàn)狀-3 1.4 研究內(nèi)容-4 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)-4 第2章 混合云平臺相關(guān)技術(shù)分析-7 2.1 虛擬化技術(shù)-7 2.2 云環(huán)境下的預(yù)測技術(shù)-7 2.3 混合云資源調(diào)度技術(shù)-8 2.4 混合云選取及開發(fā)技術(shù)-9 2.4.1 混合云選取-9 2.4.2 開發(fā)技術(shù)-9 第3章 基于OpenStack與亞馬遜EC2的原型系統(tǒng)-11 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計-11 3.2 模塊功能設(shè)計-12 3.2.1 用戶請求-12 3.2.2 請求分析模塊-12 3.2.3 調(diào)度模塊-12 3.2.4 監(jiān)控模塊-13 3.2.5 虛擬機管理模塊-14 3.2.6 請求重定向模塊-14 第4章 調(diào)度模型及算法-15 4.1 調(diào)度目標(biāo)-15 4.2 調(diào)度模型及算法-15 4.2.1 資源預(yù)測算法-16 4.2.2 動態(tài)調(diào)整算法-17 4.2.3 雙閾值算法-17 4.2.4 資源分配算法-18 第5章 實驗與分析-19 5.1 公有云管理系統(tǒng)實現(xiàn)-19 5.1.1 配置BOTO-19 5.1.2 啟動和關(guān)閉虛擬機-19 5.1.3 獲取公有云信息-19 5.1.4 監(jiān)控虛擬機狀態(tài)-20 5.2 調(diào)度策略實驗-20 5.3 預(yù)測實驗-23 5.3.1 實驗參數(shù)-23 5.3.2 實驗結(jié)果及分析-23 第6章 結(jié)論與展望-25 6.1結(jié)論-25 6.2不足之處及未來展望-25 參考文獻-27 致 謝-29 |
