面向云工作流的资源预留策略研究

发布时间：2017-11-03 00:10

  本文关键词：面向云工作流的资源预留策略研究

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【摘要】：随着互联网的快速发展，云计算以按需收费的商业模式，在科研、商业、网络安全等方面得到了广泛的应用。复杂的应用请求已经成为云平台上应用需求的重要部分，作为实现云服务组合的有效途径，云工作流能够抽象建模复杂的云计算应用、灵活配置组件服务并自动执行流程。随着越来越多的应用部署在云平台上，必然会导致多个用户争夺同一资源的情况。作为保证QoS（服务质量）的重要手段之一，资源提前预留通过在特定时间内为用户预留出需要的资源，保证了服务的质量并提升了用户的满意度。然而，过多的提前预留请求会产生大量资源碎片，从而导致了系统性能的大幅度降低。为此本文研究面向云工作流的资源预留策略，其内容主要包含研究如何在云工作流中合理地运用资源预留技术以保证云工作流的顺利执行，并且降低资源预留带来的负面影响。 首先，在分析现有云工作流资源预留策略弊端的基础上，本文提出了一套改进的资源预留策略。通过只对云工作流中的关键任务进行资源的提前预留，，并在其前驱任务开始执行时提交提前预留请求，不仅减轻了传统资源预留策略产生的系统性能下滑，也避免了在工作流调度方案确定时刻就为任务提交超额预留请求而导致的资源浪费。该资源预留策略还提出为工作流设置软截止时间和硬截止时间,减少了用户与服务提供商就工作流完成时间的反复协商，同时也赋予了服务提供商更大的资源调度空间。随后基于该资源预留策略，本文分析了云工作流中资源预留的实现过程并对面向云工作流的资源预留过程建模。 在设计面向工作流的资源预留调度算法时，通过在任务的资源预留请求模型中引入基于任务软、硬截止时间的价格函数，充分利用任务松弛时间提供的决策裕量，在满足过程任务的截止时间约束的前提下，提高服务提供商总计收益。 最后，本文基于Cloudsim仿真软件进行仿真实验，对比DSRS（截止时间约束型资源调度算法）和本文提出的RORS（收益优化资源调度算法）对系统性能的影响，验证了RORS在资源预留请求的接纳率、资源利用率和服务提供商总计收益三个方面显著提高系统性能。
【关键词】：云计算 云工作流 服务质量 资源预留
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.09
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 网格资源预留体系结构12-13
• 1.2.2 资源预留机制13-16
• 1.3 论文主要工作16-17
• 1.4 论文组织结构17-18
• 第2章 云工作流及资源预留相关理论基础18-28
• 2.1 云计算18-22
• 2.1.1 云计算的概念18-20
• 2.1.2 云计算关键技术20-22
• 2.2 云工作流22-25
• 2.2.1 工作流的概念22-24
• 2.2.2 云工作流24-25
• 2.3 资源预留25-27
• 2.3.1 资源预留的概念25
• 2.3.2 网格资源预留体系结构 GARA25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 面向云工作流的资源预留过程建模28-35
• 3.1 面向云工作流的资源预留策略设计28-29
• 3.2 面向云工作流的资源预留实现过程29-33
• 3.2.1 基于 DAG 的工作流模型30-31
• 3.2.2 云工作流任务调度31-32
• 3.2.3 资源预留管理器32
• 3.2.4 虚拟资源管理器32-33
• 3.3 资源预留状态分析33-34
• 3.4 小结34-35
• 第4章 面向云工作流的资源预留调度算法35-52
• 4.1 基于时间槽的资源管理35-36
• 4.2 基于提前预留请求的资源调度算法36-48
• 4.2.1 提前预留请求模型36-38
• 4.2.2 基于提前预留请求的资源调度算法38-48
• 4.3 立即预留请求的资源调度算法48-50
• 4.3.1 立即预留请求模型48
• 4.3.2 立即预留请求的资源调度算法48-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第5章 基于 CLOUDSIM 的仿真实验52-65
• 5.1 Cloudsim 介绍52-56
• 5.1.1 Cloudsim 体系结构和相关基类52-55
• 5.1.2 Cloudsim 核心实体的通信流程55-56
• 5.2 实验设置56-57
• 5.2.1 实验环境及 Cloudsim 环境配置56-57
• 5.2.2 仿真平台的设置57
• 5.3 仿真数据的模拟57-60
• 5.3.1 工作流中任务的模拟57-58
• 5.3.2 服务资源的模拟58
• 5.3.3 仿真参数的设置58-60
• 5.4 实验结果分析60-63
• 5.4.1 资源预留调度算法 RORS 对系统性能的影响60-61
• 5.4.2 硬截止时间松弛因子对 RORS 算法的影响61-63
• 5.5 本章小结63-65
• 总结与展望65-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李波,石冰心;一种松弛的尺寸可变装箱问题及其在线算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年02期

2 梁爽;;基于SOA的云计算框架模型的研究与实现[J];计算机工程与应用;2011年35期

3 胡志刚;阎朝坤;刘长庚;;基于平均等待时间约束的松弛预留机制[J];计算机工程;2012年10期

4 苑迎春;李小平;王茜;张毅;;基于逆向分层的网格工作流调度算法[J];计算机学报;2008年02期

5 肖鹏;胡志刚;阎朝坤;屈喜龙;;面向网格工作流的松弛预留策略[J];通信学报;2012年02期

本文编号：1133772