云环境下资源管理运行时优化技术研究

摘要

近年来，云计算因其动态分配、弹性扩展、资源共享、按需使用按需付费等特点，吸引了越来越多的关注。云计算不仅改变了当今IT基础设施的架构模式，也改变了云服务使用者获取IT资源、以及云服务提供者管理和提供软件、技术和解决方案的方式。
　　云计算在为企业和用户带来便利的同时，也对云平台管理者提出了许多挑战。对于IaaS云而言，云平台旨在努力满足用户的资源需求。除此之外，如何从数据中心的层面，更加合理的分配和使用资源、保证应用性能和可扩展性、优化整体的资源利用情况、并降低运维和管理成本，都是云管理者必须面对与亟待解决问题。
　　本项研究关注IaaS私有云资源管理的运行时优化技术。由于在IaaS私有云环境下，云管理者通常具有掌控云资源的更大自主权和管理其上应用的更高控制权，从而存在更广的技术优化空间。本文首先从促进虚拟机资源更合理分配和提高资源利用率的角度，提出了应用负载感知的虚拟机资源配置优化方案，以及基于资源预留与资源共享相结合的资源分配方式，旨在为虚拟机配置更贴合其真实需求的资源数量。进而，为了应对云环境中应用负载的动态变化，提出了优化的多层应用动态资源调整方案，主要研究了评估何时需要资源调整、以及如何进行调整两方面。最后，整合前两步的研究内容，提出了云环境资源管理运行时优化的整体系统架构和模块划分，并且利用业界主流的基准应用RUBiS进行检验，获得了该系统方案正确性与有效性的验证。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1．研究背景与选题意义

1．2．论文主要工作

1．3．论文组织结构

第二章 相关技术概述

2．1．虚拟化技术概述

2．2．IaaS云环境下虚拟机的资源分配方式

2．3．虚拟资源动态调整技术与发展现状

2．3．1．工业界虚拟资源动态调整解决方案

2．3．2．学术界虚拟资源动态调整相关研究

2．4．云环境下虚拟机放置问题

第三章 应用负载感知的虚拟机资源配置优化方案设计

3．1．虚拟环境下应用的负载分析

3．1．1．应用负载的时间序列

3．1．2．应用负载的分布

3．1．3．应用负载的波动情况

3．1．4．其他负载分析模式

3．2．应用负载感知的虚拟机资源配置优化方案设计

3．2．1．工作流程

3．2．2．算法设计

3．3．分析与总结

第四章 优化的多层应用动态资源调整方案设计

4．1．云环境下多层应用的部署

4．2．IaaS云平台对多层应用架构的感知

4．3．多层应用的动态资源需求评估

4．3．1．多层应用模型设计

4．3．2．多层应用的资源需求量化评估

4．3．3．算法设计

4．4．应用负载感知的资源动态调整

4．4．1．资源动态扩展

4．4．2．资源动态收缩

第五章 系统实现与实验分析

5．1．系统设计

5．2．实验环境

5．3．实验流程

5．4．实验结果与分析

5．4．1．RUBiS应用部署

5．4．2．虚拟机资源配置优化

5．4．3．多层应用的动态资源调整

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文

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