云计算环境下虚拟机调度策略研究

发布时间：2017-08-24 15:15

  本文关键词：云计算环境下虚拟机调度策略研究

  更多相关文章： 云计算 虚拟机调度 贪心算法

【摘要】：通过近年来云计算技术的发展和应用,以taaS(基础设施即服务)为代表的云计算方式相对于传统IT资源提供方式所带来的优势越来越突出。政府、金融、互联网、电子商务等行业用户已经注意到了云计算具有的低成本、高可靠性、按需使用、动态扩展、快速部署、扩展服务丰富等优点,并开始将他们的业务部分或全部迁移到云计算环境中。这对于taaS层云计算服务而言既是机遇同时也是巨大的挑战。管理者需要有有效的IT基础资源管理与调度控制系统,以对资源进行全面的管理和合理的分配,从而最终满足云计算平台之上用户需求多样化、应用类型复杂化的发展趋势。 当前,在taaS层面,出现了大量不同厂家及开源社区提供的云计算平台方案,包括VMWare的vSphere、IBM的SmartCloud以及开源的OpenStack、Eucalyptus等。用户在使用这些异构云计算平台提供IT基础设施资源服务时,存在着易于绑定到单一产品、难以扩展集成等突出问题；另一方面,从当前主流的云计算平台来看,它们在资源的分配和调度上大多采用按照用户的申请数量进行随机的或者简单轮转的静态调度方式,易于造成负载倾斜、资源利用率不平衡的问题。因此,迫切需要提供一种兼容异构云计算平台的IT基础资源管理,并实现IT基础资源的动态调度。针对上述问题,本文从云计算环境下的虚拟机集成管理和动态调度角度开展了研究,主要工作和贡献如下： 1.研究分析了vSphere和OpenStack云计算平台下虚拟机管理和监控技术,重点对二者的虚拟机管理和控制接口的平台依赖性、语言支持、调用方式、处理流程等进行了分析与归纳,并对两个平台下虚拟机监控数据的获取、存储和检索机制进行了可行性分析。 2.设计并实现了一套兼容异构云计算平台的混合云管理系统,并基于该系统搭建了面向实验科研应用的虚拟化服务环境。该系统通过一套统一的虚拟化管理接口屏蔽了vSphere和OpenStack异构云计算平台管理接口的差异,实现了异构云计算平台的一体化管理与监控,并可为云平台承载应用提供独立于特定产品的服务接口。 3.提出了一种基于资源状态实时感知的虚拟机调度方法。该方法通过对虚拟机的实时监控来感知虚拟机资源的使用状态,以此为基础采用贪心算法作出虚拟机调度策略,并最终利用虚拟机在线迁移技术实现云平台资源的动态负载均衡和节能优化。通过以交通大数据处理支撑环境为案例的实验测试,证明了该方法在系统负载规律性较强情况下对虚拟机调度的有效性。
【关键词】：云计算 虚拟机调度 贪心算法
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 1 绪言8-13
• 1.1 论文背景及研究意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本文研究内容11
• 1.4 章节安排11-13
• 2 相关技术13-21
• 2.1 云计算13-16
• 2.1.1 云计算概述13-14
• 2.1.2 云计算的形式14-15
• 2.1.3 云计算的关键技术15-16
• 2.2 监控技术16-18
• 2.3 虚拟化技术18-21
• 2.3.1 处理器虚拟化18-19
• 2.3.2 虚拟机在线迁移技术19-21
• 3 异构混合云管理平台21-31
• 3.1 引言21
• 3.2 总体设计21
• 3.3 管理接口21-24
• 3.3.1 vSphere管理接口22
• 3.3.2 OpenStack管理接口22
• 3.3.3 接口抽象与统一22-24
• 3.4 平台实现24-30
• 3.4.1 用户管理24-25
• 3.4.2 物理服务器管理25-27
• 3.4.3 虚拟机管理27-29
• 3.4.4 模板管理29-30
• 3.5 平台应用30-31
• 4 基于实时监控的虚拟机调度方法31-37
• 4.1 问题定义31-32
• 4.2 方法描述32-34
• 4.2.1 物理服务器分类32-33
• 4.2.2 迁移决策33-34
• 4.2.3 资源管理34
• 4.3 调度算法34-37
• 5 调度方法实现及验证37-43
• 5.1 数据采集模块37-38
• 5.2 数据存储模块38-40
• 5.3 调度模块40
• 5.4 实例验证40-43
• 结论43-44
• 参考文献44-47
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文47-48
• 致谢48

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本文编号：732007