基于SLA的云计算资源调度优化方法研究

摘要

随着云计算服务的发展，用户需要更高水平又能够区分不同服务质量的服务。通常情况下，云服务提供商和用户需要通过协商谈判签订SLA协议来保证自身利益和服务质量。
　　 IaaS资源提供商拥有分布广泛的数据中心，其中包含种类多样的资源，面对实时动态变化的用户需求以及需要考虑的系统性能和成本等因素使得云计算的资源调度问题非常复杂。目前，在IaaS层的资源调度方法研究中在任务调度机制和资源负载均衡机制都存在一些不足:
　　 (1)现有的IaaS层的任务调度策略在任务接收阶段缺乏有效的任务接收机制，面对差异的数据中心资源的使用情况，不能有效实现IaaS资源服务提供商在任务QoS约束下最大化资源利用率的同时获得最大的收益。
　　 (2)在通过虚拟机迁移实现负载均衡时往往以降低系统能耗或减小系统处理时间为目标，鲜有基于市场驱动的负载均衡策略研究。
　　 基于以上问题，本文提出了基于SLA的云计算资源调度优化方法，主要研究面向IaaS资源服务提供商的调度策略，提出了一个结合SLA管理实现资源服务QoS保证的资源调度框架以及基于SLA的任务在线调度方法和负载均衡机制。具体的工作包括:
　　 (1)提出了一个基于SLA的云计算资源调度框架，讨论了面向IaaS资源服务提供商SLA管理机制及其内容，设计了基于SLA管理的QoS保证机制。与负载均衡模块和任务调度模块交互实现服务SLA的保证。
　　 (2)设计了基于SLA的负载评价方法，提出了基于SLA的云计算虚拟机均衡调度框架。结合主机负载预测并进行基于SLA的虚拟机迁移效益分析指导虚拟机的迁移，保证迁移的利益最大化并实现数据中心的负载均衡。
　　 (3)根据SLA参数指标建立了任务调度效益模型，设计准入控制策略，在成本差异的数据中心中寻找同时满足用户任务QoS指标和IaaS资源服务提供商期待接收回报的虚拟机实例，以此判断是否接受任务。在准入控制策略的基础上进行面向IaaS资源服务提供商收益最大化的任务调度策略。
　　 (4)最后在CloudSim平台上对提出的算法进行了实现与分析，证明了算法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源、研究目的和意义

1．1．1 课题来源

1．1．2 研究目的与意义

1．2 国内外究研现状

1．2．1 云计算资源调度方法研究现状

1．2．2 云计算资源调度相关技术研究现状

1．2．3 基于SLA的云计算资源调度方法研究现状

1．3 研究内容及方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 技术路线

1．4 全文结构

第2章 基于SLA的云计算资源调度机制研究

2．1 基于SLA的云计算资源调度框架设计

2．2 基于SLA管理的资源服务QoS保证机制

2．2．1 资源服务的QoS

2．2．2 基于SLA管理的服务质量保证过程

2．3 负载均衡及其关键技术

2．3．1 负载均衡机制

2．3．2 迁移技术

第3章 基于SLA的多云数据中心任务调度策略

3．1 任务调度效益模型

3．2 任务准入控制分析策略

3．2．1 决策指标分析

3．2．2 开启新虚拟机策略

3．2．3 等待策略

3．2．4 插入策略

3．3 IaaS资源服务提供商收益最大化驱动的任务调度策略

3．3．1 最小化虚拟机数量的最大化收益任务调度算法

3．3．2 基于重调度的最大化收益任务调度算法

第4章 基于SLA的云数据中心负载均衡机制研究

4．1 基于SLA的云数据中心负载均衡框架

4．2 基于SLA的资源负载状态评价

4．3 基于SLA的虚拟机均衡调度策略

4．3．1 虚拟机迁移效益分析

4．3．2 基于时间序列的负载预测机制

4．3．3 虚拟机迁移策略

第5章 基于CloudSim的云计算资源调度算法实现

5．1 实验环境及平台介绍

5．1．1 云仿真器CloudSim

5．1．2 仿真流程

5．2 IaaS资源服务提供商收益最大化任务调度算法实现

5．2．1 核心代码

5．2．2 实验分析

5．3 基于SLA的虚拟机均衡调度算法实现

5．3．1 核心代码

5．3．2 实验分析

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．1．1 主要内容

6．1．2 主要创新点

6．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与研究的课题