面向用户的IaaS云资源监控系统

摘要

云计算环境下的资源监控是云计算平台体系结构中必不可少的组成部分，为云平台的资源管理、任务调度和负载均衡等提供重要依据。云计算是一种基于互联网的新型计算方式，其宗旨是按用户所需提供服务，而现有的云监控解决方案缺乏面向用户的监控机制。云计算三层服务模型中的PaaS模型和SaaS模型是运行在基础设施资源之上的应用资源和平台资源的抽象化概念，基础设施故障或异常必然会导致该基础设施中的应用和服务无法正常运行，可以说云计算基础设施资源监控是应用和平台级监控的基础。所以，本课题的研究重点是基础设施云(IaaS)的资源监控。
　　 首先，结合云计算平台体系结构的特点，以及云计算资源弹性化和虚拟化、按使用付费、多样性等特点，设计出通用的分布式云资源监控模型。并且，深入研究该模型中使用到关键技术，包括数据和请求模型、/proc文件系统、组播监控发布协议、推拉结合的数据通信方式等。
　　 其次，研究云监控系统设计的关键点并给出解决方案，依据云资源监控模型，设计与实现分布式的laaS云资源监控系统。之后详细介绍了监控系统主要模块的实现原理和实现技术。根据性能指标数据的分布规律，将统计算法中的求和算法和滑动平均值算法应用到监控系统中，并对滑动平均值算法进行改进，有效解决了原始算法在监控状态变化时的严重滞后问题。
　　 最后，将该监控系统部署到基于开源OpenStack搭建的laaS云计算实验平台，对系统进行评估并分析实验结果，得出结论:该系统具有较低的性能开销、较高的稳定性和可靠性、良好的用户体验。
　　 目前，面向对象的IaaS云资源监控系统已成功部署到中科大的校园云服务平台，去取得了良好的监控效果。

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摘要

图目录

表目录

第1章 绪论

1．1 论题背景

1．1．1 云计算的快速发展

1．1．2 云资源监控的重要意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题主要研究内容

1．4 论文结构

第2章 云计算平台和监控系统

2．1 云计算概述

2．1．1 云计算的定义

2．1．2 云计算变革

2．2 云计算层次结构与关键技术研究

2．2．1 云服务层次结构

2．2．2 云计算关键技术研究

2．2．3 开源云计算平台-OpenStack

2．3 现有监控系统研究

2．3．1 分布式监控系统Ganglia

2．3．2 网格监控工具Nagios

2．3．3 日志管理工具Splunk

2．3．4 基于Ganglia、Nagios和Splunk的云监控系统

2．4 本章小结

第3章 分布式云资源监控模型

3．1 云资源监控模型

3．2 云资源关键技术研究

3．2．1 数据模型

3．2．2 数据采集

3．2．3 数据传输

3．2．4 数据存储

3．3 本章小结

第4章 分布式云监控系统设计与实现

4．1 系统设计思路

4．1．1 监控需求分析

4．1．2 云监控系统设计关键点

4．2 分布式监控系统总体框架

4．2．1 监控系统体系结构

4．2．2 WEB前端服务

4．2．3 告警子系统

4．2．4 云监控管理

4．3 数据结构与算法

4．3．1 Metric、Host与多级Hash表

4．3．2 数据统计算法

4．4 本章小结

第5章 系统评估与实验

5．1 云监控系统部署

5．2 系统监控效果

5．3 系统评估与实验结果

5．3．1 系统性能开销

5．3．2 系统稳定性和可靠性

5．3．3 用户体验评估

5．4 监控系统分析

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文研究成果

6．2 进一步研究工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文