云计算环境下面向数据密集型应用的任务和资源调度研究

发布时间：2017-06-07 04:09

  本文关键词：云计算环境下面向数据密集型应用的任务和资源调度研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：云计算已经在当前各个领域得到了越来越深入的应用。特别在科学计算领域,很多复杂的应用任务被部署到云计算环境下运行。因此,任务调度在云计算系统中非常重要。云平台因其独有的廉价,即付即用,高可用性等特点而备受关注。在这种情况下,如何管理好任务到虚拟机之间的调度,高效分配云系统中的网络,带宽,CPU等计算资源,以高效、快速地完成应用的执行,同时提升用户体验成为了每个云服务供应商都需要特别关注的问题。论文主要研究云计算环境下数据密集型应用以及各种计算资源的分配调度问题。论文主要工作如下:(1)针对数据密集型工作流应用的自身特点,即其子任务之间存在特定的逻辑关系,提出一种基于截止时间的任务调度方法。包括子任务集的划分和子任务调度两种算法。(2)在基于云计算环境独有的资源分配方式,提出一种三层资源调度模型。针对当前任务到虚拟机之间的调度研究较少的情况,提出一种面向虚拟机计算能力的任务调度算法(CBTSA)。(3)针对数据密集型任务访问数据频繁的特点,提出一种基于网络带宽的虚拟机放置(BAVP)和迁移策略。并将所提出的CBTSA+BAVP算法和随机放置算法以及云仿真工具cloudsim中的默认资源调度方法进行比较,体现了其优越性。最后,在以上所提出的云计算任务和资源调度算法的基础上,研究OpenStack云平台系统,实现了以上相关算法,并将其和随机放置算法进行比较,验证了所提出算法的优越性。
【关键词】：云计算 虚拟机 虚拟化 任务调度 资源分配
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP302;TP393.09
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-11
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 课题来源及主要内容9
• 1.3 论文组织结构9-11
• 第二章 相关工作及背景介绍11-26
• 2.1 云计算的概念和系统结构11-15
• 2.1.1 云计算的概念11-13
• 2.1.2 云计算的系统结构13-15
• 2.2 云计算中数据密集型应用和资源调度的相关技术15-17
• 2.2.1 数据密集型应用15-16
• 2.2.2 云中管理数据密集型应用16-17
• 2.3 云计算仿真平台CloudSim介绍17-21
• 2.3.1 CloudSim简介17-18
• 2.3.2 CloudSim体系结构18-19
• 2.3.3 CloudSim的设计和实现19-21
• 2.4 OpenStack技术简介21-25
• 2.4.1 OpenStack整体架构21-22
• 2.4.2 OpenStack核心组件22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 云计算环境下基于截止时间的任务调度方法26-39
• 3.1 引言26-27
• 3.2 相关工作介绍27-28
• 3.3 模型建立28-33
• 3.3.1 系统模型28-29
• 3.3.2 问题定义29-31
• 3.3.3 工作流调度算法31-33
• 3.4 算法性能分析33-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第四章 云环境下数据密集型应用的任务和虚拟机调度方法39-56
• 4.1 引言39-40
• 4.2 相关工作介绍40-41
• 4.3 系统模型及主要变量41-45
• 4.4 任务调度问题45-46
• 4.4.1 问题描述45
• 4.4.2 任务调度算法45-46
• 4.5 虚拟机调度问题46-50
• 4.5.1 问题描述46-47
• 4.5.2 带宽感知的虚拟机放置算法47-48
• 4.5.3 带宽感知的虚拟机迁移算法48-50
• 4.6 性能分析50-55
• 4.6.1 CBTSA算法性能评估50-52
• 4.6.2 BAVP算法性能评估52-53
• 4.6.3 CBTSA+BAVP两种算法综合性能评估53-54
• 4.6.4 虚拟机迁移算法BAVM性能分析54-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第五章 云计算数据密集型应用和资源调度系统实现56-70
• 5.1 OpenStack环境配置56-61
• 5.2 数据密集型应用和资源调度系统实现61-69
• 5.2.1 应用调度技术61-64
• 5.2.2 虚拟机初始放置及在线迁移64-66
• 5.2.3 系统界面展示66-69
• 5.3 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 论文总结70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 参考文献72-76
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文76-77
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利77-78
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目78-79
• 致谢79

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本文编号：428137