云计算环境下资源管理模型和调度策略研究

摘要

随着信息技术的高速发展，云计算在人们的生活中扮演着越来越为重要的角色。云计算利用虚拟化技术将分布在不同地域的计算资源进行整合，实现基础设施资源的共享，用户可以通过终端接入互联网去获取服务，然后按需支付费用。资源管理和资源调度是云计算核心技术之一，由于云计算中心日益庞大，服务器的数量越来越多、虚拟化环境日趋复杂，资源的动态、虚拟化、异构等特性，都对资源的管理及调度带来巨大的挑战。
　　 论文首先分析了云计算关键技术及其体系结构、服务方式。借鉴了成熟的网格计算环境下的资源管理模型，从经济学角度出发，提出了基于市场经济的云资源管理模型。由于资源的价格在市场中扮演者十分重要的角色，同时给出了该模型下基于均衡价格的迭代算法的定价策略，从而对价格进行约束，使其保持在一个范围内变动，从而保持市场的供求平衡，防止资源垄断的发生。
　　 其次，云计算资源调度是云计算得以大规模应用和提高系统性能、服务质量的关键技术。通过研究现有资源调度策略，针对传统资源调度算法存在没有充分考虑用户效益、资源调配不灵活、负载不均衡以及资源利用率低等问题，提出了一种基于效益最优的资源调度策略，实验结果表明，该策略能够有效提高系统吞吐量、减少任务周转时间，提高资源利用率，使用户能够在云计算环境下获得更大的计算经济效益。
　　 最后，设计实现了一个云计算资源管理平台系统原型，并将改进后的资源调度策略应用于该原型系统平台，通过实践证明改进的资源调度策略的有效性。
　　 论文研究工作表明，对云计算环境下资源管理模型及调度策略的研究和改进，可以有效提高资源利用率，从而提高系统的性能。实际的应用原型证明了改进的资源调度策略的正确性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 研究现状

1．3 研究目的和意义

1．4 论文研究内容

1．5 论文章节结构

第二章 相关基础

2．1 云计算体系结构

2．2 云计算的服务方式

2．3 云计算实现机制

2．4 云计算关键技术

2．4．1 虚拟化技术

2．4．2 数据存储技术

2．4．3 数据管理技术

2．4．4 分布式编程与计算

2．4．5 云计算平台管理技术

2．4．6 能耗管理技术

2．5 云计算资源管理

2．5．1 云资源

2．5．2 资源管理

2．5．3 资源调度

2．6 本章小结

第三章 网格计算环境下基于市场经济模型的资源调度

3．1 与云计算资源管理的比较

3．2 网格环境下的市场经济模型

3．2．1 市场经济模型

3．2．2 市场经济模型的优点

3．2．3 市场经济模型中的角色

3．3 市场经济中的交易模型

3．4 基于市场经济模型的资源调度

3．4．1 代价最优调度算法

3．4．2 时间最优调度算法

3．4．3 代价时间最优调度算法

3．5 本章小结

第四章 云计算环境下基于市场经济的资源管理模型

4．1 云计算资源管理概述

4．1．1 云计算数据中心

4．2 基于市场经济的云资源管理模型

4．2．1 云市场

4．2．2 用户代理

4．2．3 资源代理

4．3 定价机制

4．3．1 定价前提

4．3．2 定价策略

4．3．3 基于均衡价格的定价策略

4．4 资源加入与退出

4．4．1 资源加入

4．4．2 资源退出

4．5 本章小结

第五章 云计算环境下基于效益最优的资源调度策略

5．1 问题的提出

5．2 基于效益最优的资源调度策略

5．2．1 效益函数定义

5．2．2 效益最优调度算法实现

5．3 实验与分析

5．3．1 实验环境

5．3．2 实验结果及分析

5．4 本章小结

第六章 云计算资源管理平台设计与实现

6．1 系统概述

6．2 需求分析

6．2．1 系统需求分析

6．2．2 系统搭建环境

6．3 总体设计

6．3．1 原型拓扑结构

6．3．2 平台交互流程

6．3．3 功能设计

6．4 原型实现

6．5 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的研究成果

参考文献