面向云数据中心的资源监控研究

发布时间：2017-09-05 07:41

  本文关键词：面向云数据中心的资源监控研究

  更多相关文章： 云数据中心 实时监控 状态监控 预测 能耗

【摘要】：数据中心经过多年的发展,现已成为具有云计算特征的云数据中心。云数据中心作为信息系统的核心,采用虚拟化技术对资源进行封装提供弹性可扩展的服务。然而云数据中心面临着规模大、负载大、能耗高等诸多问题。为了保证云数据中心高效、稳定运行,云数据中心必须拥有针对自身特点的资源监控系统。现有的资源监控系统大多是对物理资源或是某些特定功能的监控,不适用于规模巨大且具有高度虚拟化特性的云数据中心。本文针对云数据中心的资源监控展开研究,主要研究内容分为三个方面:(1)研究云数据中心分布式结构的特点,设计一个可扩展的监控架构,并采用实时监控与状态监控并存的监控方式,实现监控数据实时性与网络负载控制的平衡;(2)针对状态监控的特点,设计一个优化策略,进一步降低监控系统的网络负载,该优化策略只需要进行少量的数据传输和计算,对系统整体影响极小,经实验验证,该优化策略能够很好的降低状态监控的数据传输,是一个轻量级的优化策略;(3)设计一种CPU空闲率预测算法,结合CPU空闲率与服务器能耗之间的关系,通过对CPU空闲率的监控和预测,间接实现对服务器能耗的监控和预测,具有很高的实用价值。最后,根据本文设计的监控架构完成监控系统的开发与实现。该监控系统能够对云数据中心的物理资源和虚拟资源进行监控,利用状态监控很好地降低了监控系统产生的网络负载,同时,能耗监控提供了更加实用的监控功能。
【关键词】：云数据中心 实时监控 状态监控 预测 能耗
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP277;TP308
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 课题来源及论文的主要工作9
• 1.3 论文的组织结构9-11
• 第二章 相关背景知识介绍11-19
• 2.1 云数据中心11-13
• 2.1.1 数据中心的发展11-12
• 2.1.2 云数据中心的特点12-13
• 2.2 云数据中心的关键技术——虚拟化技术13-16
• 2.2.1 服务器虚拟化技术13-15
• 2.2.2 存储虚拟化技术15-16
• 2.2.3 网络虚拟化技术16
• 2.3 监控技术16-18
• 2.3.1 监控系统的发展与现状16-17
• 2.3.2 典型集群监控系统——Ganglia17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 云数据中心监控系统体系结构19-27
• 3.1 云数据中心的资源结构19-21
• 3.1.1 物理体系结构19-20
• 3.1.2 资源模型结构20-21
• 3.1.3 监控对象21
• 3.2 总体设计21-23
• 3.2.1 功能需求21-22
• 3.2.2 总体结构设计22-23
• 3.3 概要设计23-26
• 3.3.1 监控方式23-24
• 3.3.2 功能模块设计24-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 状态监控的优化策略27-38
• 4.1 状态监控27-29
• 4.1.1 状态监控的工作原理27-28
• 4.1.2 状态监控的即时处理策略28-29
• 4.2 状态监控的优化思路29-30
• 4.3 优化策略30-33
• 4.3.1 优化策略详情30-31
• 4.3.2 越界报告抑制算法步骤31-32
• 4.3.3 全局轮询抑制算法步骤32-33
• 4.4 状态监控优化策略验证与分析33-37
• 4.4.1 实验环境33
• 4.4.2 状态监控优化策略验证33-37
• 4.4.3 状态监控优化策略分析37
• 4.5 本章小结37-38
• 第五章 能耗的分析与预测算法38-46
• 5.1 监控能耗的意义38
• 5.2 能耗模型38-39
• 5.3 预测算法与分析39-40
• 5.3.1 时间序列39-40
• 5.3.2 CPU空闲率变化趋势分析40
• 5.4 CPU空闲率的预测40-43
• 5.4.1 预测算法详情40-42
• 5.4.2 预测算法步骤42-43
• 5.5 能耗预测算法验证43-45
• 5.6 算法分析45
• 5.7 本章小结45-46
• 第六章 资源监控系统的实现46-59
• 6.1 实现环境46-50
• 6.1.1 基础环境的安装46-47
• 6.1.2 云管理平台Eucalyptus简介47-48
• 6.1.3 Eucalyptus的安装48-50
• 6.2 监控系统实现50-54
• 6.2.1 重要的数据结构51-52
• 6.2.2 采集与处理模块主要函数声明与作用52
• 6.2.3 数据采集与数据处理程序总体流程52-54
• 6.3 监控系统部署54-55
• 6.4 监控系统功能测试55-58
• 6.5 本章小结58-59
• 第七章 总结与展望59-61
• 7.1 总结59-60
• 7.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 附录1 攻读硕士学位期间申请的专利64-65
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目65-66
• 致谢66

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