基于内存云架构的带宽负载均衡算法

发布时间：2017-03-21 11:00

  本文关键词：基于内存云架构的带宽负载均衡算法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着网络时代的到来,以社交网络为代表的在线数据密集型应用迅速发展,在线密集型数据对数据的实时性、交互性、准确性,而现有计算机系统采用的磁盘访问具有很高的延迟,已经成为大数据时代的影响计算机性能的瓶颈。MapReduce、NoSQL等新型数据库系统以及云计算的出现,以其虚拟化、分布式的处理方式,大大提高了计算机系统的服务性能,但是都未能从根本上解决计算机磁盘的延迟问题。近年来随着内存价格的不断降低,其快速传输的特点成为了替代磁盘的选择。内存云RAMCloud是由内存作为服务器存储介质的云系统,它将云系统的数据中心从磁盘迁移至内存中,实现数据在内存与系统中的快速访问,摒弃了磁盘访问时延大的缺点,从根本上解决了磁盘瓶颈危机。但是在内存云这一特殊的云服务器上,由于数据的频繁访问,服务器上内存的带宽会处于比较高的状态。数据访问频率存在差异性,内存云服务器会出现内存带宽负载的不均衡,造成了服务器集群时延较和能耗增高以及带宽资源利用的不均衡。内存云数据中心采用段式日志结构文件系统,数据段的访问频率决定了服务器的内存带宽负载情况,基于这一特性文章提出一种DSE(Data-Segments Exchanging,数据段交换)算法,周期性地对内存带宽负载不均衡的服务器上数据段,选取高内存带宽负载服务器上高访问频率的数据段与低内存带宽负载服务器上低访问频率的数据段,进行相互交换,降低高内存带宽负载服务器的带宽负载,升高低内存带宽负载服务器的带宽负载,直到集群的带宽负载达到均衡。仿真实验结果表明,DSE算法可以使内存云集群的带宽负载达到均衡,时延降低了12.61%,并且通过实验证实DSE算法使RAMCloud集群的能耗降低了34.28%,有效地提高了内存云集群的性能。
【关键词】：内存云 在线数据密集型应用 日志结构文件结构 带宽负载均衡 DVFS
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 论文研究内容9-10
• 1.4 结构安排10-11
• 第二章 相关研究11-26
• 2.1 磁盘危机概述11-17
• 2.1.1 磁盘危机的概述11-12
• 2.1.2 磁盘危机的相关研究12-17
• 2.2 内存云概述17-23
• 2.2.1 内存云概念17-21
• 2.2.2 内存云的优点21-22
• 2.2.3 内存云的缺点22-23
• 2.3 内存云的带宽负载均衡23-25
• 2.3.1 内存云带宽负载均衡的概述23-24
• 2.3.2 内存云带宽负载均衡的研究24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 RAMCloud的内存带宽模型26-33
• 3.1 内存带宽模型26-27
• 3.2 内存时延模型27-29
• 3.3 RAMCloud的内存带宽模型29-30
• 3.4 RAMCloud的能耗模型30-32
• 3.4.1 能耗的定义30-31
• 3.4.2 RAMCloud的能耗模型31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 DSE算法和DVFS策略33-38
• 4.1 DSE算法33-35
• 4.1.1 DSE算法的描述33
• 4.1.2 DSE算法的代码33-35
• 4.1.3 算法的时间复杂度35
• 4.2 DVFS策略算法35-37
• 4.2.1 DVFS策略算法的描述35-36
• 4.2.2 DVFS策略算法的代码36
• 4.2.3 DVFS策略算法的时间复杂度36-37
• 4.3 本章小结37-38
• 第五章 实验38-46
• 5.1 DSE算法带宽利用率和时延的实验38-43
• 5.1.1 实验 1 DSE算法的一般性分析38-40
• 5.1.2 实验2集群服务器吞吐量低的实验40-41
• 5.1.3 实验3集群服务器吞吐量高的实验41-43
• 5.2 DSE算法的能耗分析43-45
• 5.2.1 实验 1 DSE算法能耗的一般性分析43-44
• 5.2.2 实验 2 DSE算法低负载的能耗分析44
• 5.2.3 实验 3 DSE算法在高负载的能耗分析44-45
• 5.3 本章小结45-46
• 第六章 结语与展望46-47
• 参考文献47-52
• 在校期间发表论文情况52-53
• 致谢53-54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李红燕,王力;日志结构文件系统技术的研究[J];计算机应用研究;2003年01期

  本文关键词：基于内存云架构的带宽负载均衡算法，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：259499