低开销云应用性能监控技术研究及应用

摘要

云应用是云计算平台的关键，对云应用的监控是确保云应用和云计算平台稳定高效运行的关键。云计算环境下云应用的部署方式和架构复杂多样，传统的监控方式和和云计算平台自带监控组件专注于监控资源使用情况，很难满足新的监控需求。
　　论文针对应用性能监控中监控技术存在的低效率、高资源消耗的问题，结合监控数据的分析技术，提出了降低监控开销的方案，具体工作如下。
　　针对监控周期的设置缺少灵活性，容易造成资源浪费的问题，提出了一种动态监控周期算法。该算法结合二次指数平滑法和马尔科夫链模型，通过设计一种改进的马尔科夫链模型，对监控数据进行分析和预测，根据预测结果，算法动态地修改监控周期，减少不必要的CPU等资源浪费。实验结果表明，该算法能通过动态修改监控周期，有效地减少监控次数。
　　针对插桩采样负载较高的问题，提出了一种低负载动态插桩方法。该方法根据论文提出的同构调用链概念，使用K-means算法对采样获得的调用链进行分析，能根据应用的运行情况动态地调整插桩点，并修改采样率，从而根据应用运行情况自适应地调整插桩。实验结果表明，该方法在系统平稳状态下，负载较低，而在系统可能出现异常的高负载情况下，能适当增加采样，以记录可能发生的应用问题。
　　最后，论文介绍了钱塘应用性能监控与分析系统(JTangAPM)，该系统能对应用性能进行监控和分析，并通过可视化的方式展现数据。并重点介绍应用论文算法的主机监控代理和应用监控代理的设计与实现方案，实际应用表明系统能保持较小的系统资源消耗。

目录

声明

摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 云应用

1．1．2 应用性能监控

1．2 论文课题背景

1．3 本文组织结构

1．4 本章小结

第2章 相关技术及国内外研究现状

2．1 基本概念

2．1．1 云计算

2．1．2 性能监控相关概念

2．2 监控系统

2．2．1 传统监控系统

2．2．2 云平台自带监控

2．2．3 应用性能管理系统

2．3 监控周期相关研究

2．4 代码插桩相关研究

2．5 本章小结

第3章 动态监控周期算法

3．1 问题描述

3．2 相关概念描述

3．2．1 二次指数平滑法

3．2．2 马尔科夫链

3．2．3 改进的马尔科夫链

3．3 算法描述

3．3．1 数据离散化

3．3．2 计算状态转移矩阵

3．3．3 状态预测

3．3．4 计算时间周期

3．4 实验及结果分析

3．4．1 实验数据说明

3．4．2 实验参数确定

3．4．3 结果及分析

3．5 本章小结

第4章 低负载动态插桩方法

4．1 问题描述

4．2 相关概念描述

4．2．1 调用链与节点净权值

4．2．2 同质与同构调用链

4．2．3 节点距离与调用链距离

4．3 方法描述

4．3．1 同构调用链的聚类

4．3．2 调整白名单的方法

4．3．3 修改采样率的方法

4．4 实验及结果分析

4．4．1 实验环境

4．4．2 实验参数说明

4．4．3 结果及分析

4．5 本章小结

第5章 钱塘应用性能监控与分析系统

5．1 系统概述

5．2 系统架构

5．3 监控代理的设计与算法的应用

5．3．1 主机监控代理

5．3．2 应用监控代理

5．3．3 监控代理设计小结

5．4 数据可视化界面展示及说明

5．4．1 可配置的主界面

5．4．2 基础设施监控数据展示

5．4．3 服务监控数据展示

5．4．4 调用链监控数据展示

5．5 系统应用现状

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢