云平台下虚拟机自适应运行机制的研究

发布时间：2017-05-19 12:22

  本文关键词：云平台下虚拟机自适应运行机制的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：云计算通过虚拟化等技术将软硬件资源整合后构建为资源池,并以服务的形式按需提供给用户,具有高可扩展性、高可靠性和弹性服务的特点,提高了资源利用效率,成为信息技术领域研究的热点。然而虚拟机的负荷以及应用程序资源请求量会随着时间不断变化。当虚拟机预分配的资源容量和实时请求量差异过大时,会对服务质量造成负面的影响。虽然可以利用虚拟机相对物理机的灵活性手动实现动态调整和在线迁移,但是在云数据中心中大规模地动态调整、虚拟机调度以及操作的时机选择都无法完全由人力所能胜任。基于此,本文的研究重点为如何在虚拟机实时运行状态下自动实现资源的再分配,从而更好地确保虚拟机在运行阶段的按需分配。 本文提出了一种对虚拟机运行状态自适应管理的机制,其目的是自动实现虚拟机资源分配量和实际需求量相匹配。该机制的实现主要由三个部分组成：(1)资源监控。该部分通过对云计算平台中物理主机和虚拟机实时性能数据进行采集、上传和存储,为后续模块提供数据基础。该部分借助Naigos监控软件实现,且将监控的配置细节和性能数据通过REST API暴露给外界,从而实现了各模块间的松耦合。(2)告警分析。该部分将实时的监控数据和用户预定义的告警规则进行匹配,决定是否产生告警事件,满足了用户不同的告警需求。由于告警分析的对象为某个时间范围内的监控数据,因此可以有效减少虚拟机负载波动带来的影响。(3)决策执行。该部分负责在数据中心中为虚拟机挑选合适的目标物理机,并调用OpenStack现有的资源调整和迁移接口完成具体的执行操作。在决策时,该机制提供了多种可用的虚拟机放置策略,并将策略切换的成本降到最小。 此外,本文基于CloudSim仿真模型设计了仿真实验,从能源消耗量、虚拟机迁移数目和服务等级协议违背率三个方面对决策执行部分涉及到的虚拟机分配策略进行了横向比较。最后,本文对机制的主要功能点进行了验证,验证的结果表明,系统能够在虚拟机实时运行状态发生变化时产生合理的告警信息,并自动做出相应的调整操作,达到了预期效果,体现了虚拟机在运行阶段的按需分配特征。
【关键词】：虚拟机 OpenStack 自适应运行 CloudSim 按需分配
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP302;TP393.09
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 课题背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究状况11-12
• 1.3 研究内容12
• 1.4 论文组织结构12-13
• 第二章 相关技术13-26
• 2.1 云计算13-17
• 2.1.1 云计算服务模式13-14
• 2.1.2 OpenStack云计算平台14-16
• 2.1.3 虚拟机迁移技术16-17
• 2.2 Nagios17-22
• 2.2.1 简介17-18
• 2.2.2 主要概念18-21
• 2.2.3 工作原理21-22
• 2.3 CloudSim22-25
• 2.3.1 简介22-23
• 2.3.2 整体架构23-24
• 2.3.3 主要实体24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 虚拟机自适应运行管理系统的分析和设计26-49
• 3.1 虚拟机自适应运行管理系统的需求分析26-29
• 3.1.1 虚拟机自适应运行管理系统的定位和作用26-27
• 3.1.2 虚拟机自适应运行管理系统的功能需求27-28
• 3.1.3 虚拟机自适应运行管理系统的非功能性需求28-29
• 3.2 虚拟机自适应运行管理系统的系统设计29-48
• 3.2.1 虚拟机自适应运行管理系统的整体架构29-30
• 3.2.2 虚拟机自适应运行管理系统总体业务流程设计30-33
• 3.2.3 虚拟机自适应运行管理系统监控模块设计33-38
• 3.2.4 虚拟机自适应运行管理系统告警分析模块设计38-41
• 3.2.5 虚拟机自适应运行管理系统决策执行模块设计41-45
• 3.2.6 虚拟机自适应运行管理系统仿真设计45-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 虚拟机自适应运行管理系统的实现49-63
• 4.1 虚拟机自适应运行管理系统监控模块实现49-53
• 4.1.1 监控核心功能的实现49-52
• 4.1.2 监控API的实现52-53
• 4.2 虚拟机自适应运行管理系统告警分析模块的实现53-55
• 4.2.1 告警规则实现53
• 4.2.2 告警发生器的实现53-55
• 4.3 虚拟机自适应运行管理系统决策执行模块的实现55-58
• 4.4 虚拟机自适应运行管理系统仿真方案实现58-62
• 4.4.1 仿真编程的基本流程58-60
• 4.4.2 对虚拟机放置策略的仿真60-62
• 4.5 本章总结62-63
• 第五章 系统测试及验证63-73
• 5.1 测试目标及环境63-65
• 5.1.1 测试目标63
• 5.1.2 测试环境63-64
• 5.1.3 测试的网络拓扑结构64-65
• 5.2 系统功能验证65-71
• 5.2.1 监控功能验证65-68
• 5.2.2 调整功能验证68-71
• 5.3 仿真方案的验证71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 工作总结73
• 6.2 下一步研究工作73-75
• 参考文献75-77
• 致谢77-78
• 作者攻读学位期间发表的学术论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张若英,邱雪松,孟洛明;SLA的表示方法和应用[J];北京邮电大学学报;2003年S2期

2 马飞;刘峰;李竹伊;;云计算环境下虚拟机快速实时迁移方法[J];北京邮电大学学报;2012年01期

3 张殿奎;;SAN存储网络管理与存储资源管理的应用分析[J];硅谷;2013年10期

4 戴华东,夏军,杨学军;分布式共享存储系统中的存储管理及优化技术[J];计算机工程;2003年05期

5 李强;郝沁汾;肖利民;李舟军;;云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化[J];计算机学报;2011年12期

6 李进超;陈静怡;吴杰;梁瑾;;基于改进分组遗传算法的虚拟机放置研究[J];计算机工程与设计;2012年05期

  本文关键词：云平台下虚拟机自适应运行机制的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：378707