教育云中分级队列调度的研究与实现

发布时间：2017-05-20 14:05

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【摘要】：云计算是一种逐渐成熟的商业计算模式,以云计算为基础的云平台可以整合大量的异构服务器作为资源池,使用者通过云终端接入云平台就可订阅使用丰富的应用资源和存储资源。我国近年来不断加大教育信息化力度,结合教育信息化现状和教育领域信息化的特点,将云计算这一新技术运用到我国基础教育的信息化历程中,构造一个实现资源共享的基于云计算的云教育平台。云平台系统需要管理数量巨大的资源,资源分配均匀与否将极大影响系统资源利用率、伸缩性和用户体验。因此,在云计算环境下如何调度和分配系统资源来保障QoS是值得深入研究的问题。首先,基于以上为出发点,本文深入研究了影响QoS的资源因素,并基于QoS对调度任务进行了分类,进而定义了资源特征向量,在资源特征向量的基础上提出了资源匹配算法,接下来提出了一种基于QoS约束的分级队列调度算法(Hierarchical Queue Scheduling Algorithm),并对该算法进行了深入的研究。为其在教育云平台中的实现奠定了理论基础。然后,将本文提出的分级队列调度算法运用于实验室实现的教育云平台中,先对整个云平台的总体框架进行了描述,并对调度涉及到的几个重要模块进行了设计与实现。资源监控是调度系统的基础,其实时收集云系统的运行状态、资源使用情况和虚拟机负载,为资源分配、负载均衡和任务调度提供决策依据。接着对分级队列调度算法在云平台中进行了设计,并详细描述了排队器、调度器和资源匹配器的设计与实现。最后,本论将分级队列调度系统部署到实验室的云平台系统中,并进行了测试和结果分析。配备了该算法后,系统的资源得到了合理的均衡,通过前后的对比,该算法明显的提高了用户的使用体验,验证了分级队列调度算法可以很好的提高云平台的QoS。
【关键词】：教育云 服务质量 分级队列调度
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.09
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 研究现状11-12
• 1.3 本论文的主要工作12-13
• 1.4 论文的组织结构13-14
• 第二章 相关技术14-27
• 2.1 教育云14-16
• 2.1.1 云计算相关技术14-15
• 2.1.2 教育云服务15
• 2.1.3 国家教育云平台介绍15-16
• 2.2 云计算资源监控16-20
• 2.3 云计算任务调度算法20-26
• 2.3.1 常用云计算任务调度模式20-22
• 2.3.2 任务调度目标22-23
• 2.3.3 常用任务调度算法23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 分级队列调度的研究27-36
• 3.1 基于QoS的任务分类27
• 3.2 教育云资源信息的描述27-30
• 3.2.1 调度需求特征描述29
• 3.2.2 调度资源特征描述29-30
• 3.3 分级队列调度的引入30-31
• 3.3.1 调度请求的分级30-31
• 3.3.2 调度请求的排队31
• 3.4 分级队列调度算法31-35
• 3.4.1 资源匹配算法31-33
• 3.4.2 算法流程33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 分级队列调度算法在教育云中的设计与实现36-58
• 4.1 教育云平台的总体框架36-38
• 4.2 数据库模块的设计与实现38-44
• 4.2.1 数据库集群38-40
• 4.2.2 系统数据库40-44
• 4.3 资源监控的设计与实现44-50
• 4.3.1 资源监控的总体设计44-46
• 4.3.2 资源监控系统服务端设计与实现46-48
• 4.3.3 资源监控系统客户端设计与实现48-50
• 4.4 核心调度模块的设计与实现50-57
• 4.4.1 调度模块总体设计51-52
• 4.4.2 排队器的设计与实现52-55
• 4.4.3 调度器的设计与实现55-56
• 4.4.4 资源匹配器的设计与实现56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 系统测试与分析58-67
• 5.1 测试环境58-59
• 5.2 测试环境的搭建59-63
• 5.3 实验结果和分析63-66
• 5.3.1 功能测试63-64
• 5.3.2 对比测试64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 本文的研究总结67-68
• 6.2 未来的展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73

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