面向云数据中心的弹性资源调度问题研究

发布时间：2023-05-19 19:14

　　云计算作为一种支持商用计算机集群处理大容量数据的新型计算服务模型,既指通过因特网提供服务的应用程序,也指支撑这些服务的数据中心中的硬件和系统软件。随着互联网用户的大规模增长,云服务应用领域的数量和规模急剧增加。云服务的主要目标是用最少的管理工作或服务提供商交互快速供应和发布可配置计算资源(例如,网络、服务器、存储、应用和服务)的共享池。数据中心网络作为推动这一不断增长趋势中不可替代的关键基础设施,需要其能够快速响应用户的业务请求并实现高效的网络资源管理。因此,本文对云数据中心在资源分配过程中的弹性调度问题展开了研究,根据不同的限制条件构建新的优化模型,并提出相应的解决方案。之后通过仿真模拟实验和真实数据中心平台实验与现有方法进行对比,从而验证理论模型的可行性以及解决方案的正确性。具体的研究工作包括以下三方面:(1)基于软管模型的云数据中心弹性资源调度问题研究,即以给定云数据中心拓扑结构及虚拟集群请求为前提,设计合理的资源调度方案实现软管模型下的云数据中心弹性资源调度。针对该问题,本文的研究目标是在无需借助任务负载重新调度的情况下,找到一个能够支持未来增长最大化的配置。首先,提出了一种基...

【文章页数】：106 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 云计算
        1.1.2 数据中心网络
        1.1.3 问题与挑战
    1.2 本文主要贡献
    1.3 论文的结构安排
第2章 基于软管模型的云数据中心弹性资源调度算法
    2.1 引言
    2.2 相关工作
    2.3 树状数据中心结构下的弹性资源调度
        2.3.1 基于线性规划的简单解法
        2.3.2 自下至上的简单解法
        2.3.3 分布式最优解法
    2.4 Fat-tree数据中心结构下的弹性资源调度
        2.4.1 Fat-tree数据中心结构下的聚合
        2.4.2 Fat-tree数据中心结构下的最大弹性调度
    2.5 性能评估
        2.5.1 实验平台下的性能评估
        2.5.2 仿真实验下的性能评估
    2.6 本章小结
第3章 基于通信开销的云数据中心弹性资源调度算法
    3.1 引言
    3.2 相关工作
    3.3 系统建模与问题描述
        3.3.1 数据中心模型
        3.3.2 虚拟集群的通信开销模型
        3.3.3 通信开销下的弹性扩展
        3.3.4 问题描述
    3.4 单一用户虚拟集群扩展
    3.5 多用户虚拟集群扩展
    3.6 在线多用户虚拟集群扩展
        3.6.1 同步在线多用户虚拟集群扩展
        3.6.2 异步在线多用户虚拟集群扩展
    3.7 性能评估
        3.7.1 单一用户虚拟集群扩展实验
        3.7.2 多用户虚拟集群扩展实验
        3.7.3 在线多用户虚拟集群扩展实验
    3.8 本章小结
第4章 面向多用户的云数据中心弹性资源调度算法
    4.1 引言
        4.1.1 研究动机
        4.1.2 本章的主要贡献
    4.2 相关工作
    4.3 问题描述
    4.4 多用户虚拟集群放置
        4.4.1 基于线性规划的简单解法
        4.4.2 基于动态规划的放置策略
        4.4.3 启发式多用户虚拟集群放置策略
    4.5 性能评估
        4.5.1 Azure公开数据集分析
        4.5.2 仿真实验下的性能评估
        4.5.3 实验平台下的性能评估
    4.6 本章小结
第5章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3819941