云数据中心虚拟机放置问题研究

发布时间：2017-10-04 12:03

  本文关键词：云数据中心虚拟机放置问题研究

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【摘要】：近年来,随着云计算的快速发展,越来越多的用户选择将应用部署在云数据中心内,使得云数据中心中管理的虚拟机的数目日趋庞大。如何为这些虚拟机选择目标服务器,即虚拟机放置问题受到了广泛的关注。 本文在深入研究和总结相关领域已有成果的基础上,围绕最小化虚拟机之间的通信代价,减少服务器资源浪费以及最小化虚拟机迁移代价的虚拟机放置问题,主要开展了以下的研究工作： 首先,根据数据中心网络拓扑以及虚拟机之间的通信特点,构建了虚拟机之间的通信代价矩阵,同时为服务器资源建模,这些为虚拟机放置策略做好基础工作。 其次,本文提出了基于租户的虚拟机分层放置框架。综合考虑虚拟机初始化放置和虚拟机运行时放置来解决虚拟机放置问题。核心思想是在初始化放置时将同一租户的虚拟机当作一个整体来考虑,根据租户的任务类型为租户确定放置策略,最终将虚拟机放置到服务器上,然后根据服务器和虚拟机的运行数据找出需要重新放置的虚拟机,并根据运行时放置算法计算出这些虚拟机的新的目标服务器。 最后本文设计并实现了一个虚拟机放置组件,主要分为两个模块,数据收集模块和虚拟机放置策略模块。数据收集模块是基于开源软件OpenStack的监控组件Ceilometer实现的,并对Ceilometer进行了扩展,使得Ceilometer收集到放置策略所需的数据；虚拟机放置策略模块采用的是本文提出的放置策略。然后将该模块集成到测试云平台中。实验证明本文提出的虚拟机放置算法取得了良好的效果。
【关键词】：云计算 虚拟机初始化放置 虚拟机运行时放置 资源监控
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP302;TP308
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-9
• 表格索引9-10
• 插图索引10-11
• 算法索引11-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 研究背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 研究内容15-16
• 1.4 论文组织结构16-18
• 第二章 相关技术介绍18-28
• 2.1 云计算与云平台18-20
• 2.2 云环境下资源监控机制20-23
• 2.3 虚拟化技术23
• 2.4 消息中间件(Rabbitmq)23-26
• 2.5 小结26-28
• 第三章 基于租户的虚拟机分层放置策略28-46
• 3.1 数据中心网络拓扑简介28-30
• 3.1.1 树形结构28-29
• 3.1.2 递归层次结构29
• 3.1.3 Facebook数据中心网络拓扑29-30
• 3.2 虚拟机放置问题描述30-31
• 3.3 基于租户的虚拟机分层放置框架的设计31-32
• 3.4 数据中心建模32-37
• 3.4.1 数据中心资源的刻画32-34
• 3.4.2 虚拟机之间的通信代价探索34-37
• 3.5 基于租户的初始化放置算法37-41
• 3.5.1 目标集群的选择38
• 3.5.2 服务器的选择38-39
• 3.5.3 算法描述及分析39-41
• 3.6 运行时放置算法41-44
• 3.6.1 需重新放置的虚拟机的选择41-42
• 3.6.2 目标服务器的选择42
• 3.6.3 算法描述及分析42-44
• 3.7 本章小结44-46
• 第四章 虚拟机放置组件的设计与实现46-52
• 4.1 虚拟机放置组件的系统架构46
• 4.2 数据收集模块的实现46-49
• 4.2.1 需求分析46-47
• 4.2.2 Ceilometer的扩展47-49
• 4.3 数据收集模块的部署49-51
• 4.3.1 Ceilometer各服务的部署以及配置49-50
• 4.3.2 Keystone的配置50
• 4.3.3 OpenStack其它服务的配置50-51
• 4.4 虚拟机放置模块到云平台的集成51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 实验以及结果分析52-58
• 5.1 实验分析52
• 5.2 实验一52-54
• 5.3 实验二54-56
• 5.4 本章小结56-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 本文工作总结58-59
• 6.2 未来工作展望59-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-64
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 程容斌;王宏;杜勇;程辉;;数据中心网络结构综述[J];电脑知识与技术;2011年35期

2 董健康;王洪波;李阳阳;程时端;;IaaS环境下改进能源效率和网络性能的虚拟机放置方法[J];通信学报;2014年01期

3 丁泽柳;;数据中心网络拓扑探讨[J];中兴通讯技术;2012年04期

4 潘飞;蒋从锋;徐向华;万健;;负载相关的虚拟机放置策略[J];小型微型计算机系统;2013年03期

5 胡元元;林浒;李鸿彬;;IaaS云中最小迁移代价的虚拟机放置算法[J];小型微型计算机系统;2014年04期

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本文编号：970533