云计算系统故障注入平台的研究与设计

发布时间：2017-09-14 08:25

  本文关键词：云计算系统故障注入平台的研究与设计

  更多相关文章： 云计算 分布式计算 虚拟化 故障注入 容错性测试

【摘要】：随着云计算技术的发展,各种各样的云计算平台都涌现了出来,各种研究机构和大公司都推出了自己的云平台,给用户提供方便的可伸缩的云计算服务。云计算平台是云计算中的核心基础设施,所有的云服务与应用都需要部署在云平台上,云平台可以管理底层的硬件资源例如网络资源、存储资源和计算资源。虚拟化层又可以把一个个物理硬件虚拟成多个设备提供给上层的软件使用。云计算包含多个层次,分为IaaS层、Paa S层以及Saa S层。但是,随着云计算系统的复杂度和规模的增加,云系统在运行过程中可能出现的故障和错误也越来越多,严重的故障会给公司和用户都带来严重的损失。本文针对云计算系统的健壮性评测这一问题,构建了针对云计算系统的故障注入平台,采用分布式的架构,根据典型的云系统的分层架构,把故障注入分为多个层次,分别是分布式计算层,虚拟化层,云平台管理栈层,本文对这三层设计了统一的故障注入框架,并将故障注入的过程标准化,给测试人员提供多种接口方便测试的进行,一种是图形化的实时注入接口,一种是脚本方式的批量注入。并且可以对系统的简单故障进行检测,并能收集故障注入的信息。之后,本文针对定义的三层的故障层次,对分布式计算层,虚拟化层,云平台管理栈层选取了典型的实际系统,分层研究了各个层次的结构特点和容错机制,然后设计了针对这种特点的故障模型和具体的故障注入工具。最后本文在自己搭建的由Cloud Stack,Xenserver,KVM,Hadoop,Spark组成云系统上进行了故障注入的测试实验。先分别对各个层次进行了故障注入的实验,然后对不同层次的故障进行了跨层次的故障注入实验。通过实验,我们不仅验证了一些系统自动的容错机制,还对系统的一些不足提出了改进的意见。
【关键词】：云计算 分布式计算 虚拟化 故障注入 容错性测试
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP306.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题背景8-9
• 1.1.1 课题来源8-9
• 1.1.2 课题目的与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 云计算平台简介9-10
• 1.2.2 基于软件的故障注入技术研究现状10
• 1.2.3 云计算系统故障注入国内外研究现状10-12
• 1.3 本文结构12-13
• 第2章 云计算系统的体系结构及容错机制研究13-22
• 2.1 云计算整体架构13-14
• 2.2 分布式计算框架架构研究和容错策略研究14-16
• 2.2.1 Hadoop的架构和容错策略分析14-15
• 2.2.2 Spark的架构和容错策略分析15-16
• 2.3 虚拟化平台架构研究16-19
• 2.3.1 Xen的架构17-18
• 2.3.2 KVM虚拟机管理器架构18-19
• 2.4 云平台管理栈架构研究和容错策略研究19-21
• 2.4.1 CloudStack架构研究19-21
• 2.4.2 CloudStack容错策略研究21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 云计算系统故障注入平台框架研究与设计22-30
• 3.1 云计算系统故障注入平台整体设计22-24
• 3.1.1 故障注入平台的框架22-23
• 3.1.2 故障注入的层次设计23-24
• 3.2 各个模块的具体实现24-29
• 3.2.1 自动部署模块24-25
• 3.2.2 故障生成模块25-27
• 3.2.3 故障控制与注入模块27
• 3.2.4 故障检测与监控模块27-28
• 3.2.5 数据库模块28
• 3.2.6 结果收集与分析模块28-29
• 3.2.7 回滚模块29
• 3.2.8 负载管理模块29
• 3.3 本章小结29-30
• 第4章 多层次故障注入工具的设计与实现30-43
• 4.1 多层次故障注入工具的设计30-36
• 4.1.1 分布式计算平台故障注入工具的设计30-33
• 4.1.2 虚拟化层的故障注入工具的设计33-34
• 4.1.3 云平台管理软件栈的故障注入工具的设计34-36
• 4.2 多层次故障注入工具的实现36-42
• 4.2.1 分布式计算平台故障注入工具的实现36-39
• 4.2.2 虚拟化层的故障注入工具的实现39-40
• 4.2.3 云平台管理软件栈的故障注入工具的实现40-42
• 4.3 本章小结42-43
• 第5章 故障注入评测实验43-55
• 5.1 实验环境的搭建43-44
• 5.2 多层次故障注入实验44-54
• 5.2.1 Hadoop和Spark故障注入测试对比44-48
• 5.2.2 Xen和KVM故障注入测试对比48-51
• 5.2.3 CloudStack故障注入测试51-54
• 5.2.4 综合故障注入实验54
• 5.3 本章小结54-55
• 结论55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61

，

本文编号：848955