面向用戶服務需求的云計算管理機制研究.pdf

1、隨著用戶和應用的增多、問題規(guī)模和難度的增大，傳統(tǒng)資源組織和管理方式一方面無法滿足服務質量要求，另一方面無法承受高額的服務成本，這促使了“云計算”服務概念的出現和大力發(fā)展。
　　 “云”作為基礎設施、軟件開發(fā)平臺和應用的一種新資源形式，從本地移到了網絡環(huán)境，并以服務的方式提供給用戶使用。云用戶按需購買、支付和定制化云服務，有效減少了投資成本和管理成本。但同時這些操作對于大多數用戶來說是件困難的事情，甚至對于計算機專業(yè)人員來說，也是

2、十分耗時耗力的事情，更不能有效保證服務質量。因此，提供能夠滿足用戶多種服務需求的云計算服務管理是一個亟待解決的問題，具有十分重要的現實意義。
　　 本文在全面、系統(tǒng)、深入研究現有云計算技術相關成果基礎上，以能夠支持用戶多種服務需求的云計算服務管理為目標，特別針對高性能計算和高吞吐量計算應用，在服務模型、資源按需分配、平臺動態(tài)擴展和綠色計算、以及服務請求控制四個方面開展研究工作。
　　 首先，建立了云環(huán)境下由終端用戶、服務

3、提供方和IaaS提供方組成的雙層市場服務概念模型和管理框架，對服務需求進行形式化描述，支持不同服務運行環(huán)境要求。特別考慮終端用戶和服務提供方的不同服務質量需求，統(tǒng)一描述了雙層市場服務請求調度問題。最后以高性能計算應用為服務實例，來驗證服務概念模型和管理框架的靈活性和適應性。
　　 在此模型基礎上，為了能夠讓服務提供方申請規(guī)模合理的計算資源，來服務Bag-of-tasks(BoTs)類型的服務需求，我們設計和實現了多核虛擬計算資源

4、分配策略。根據歷史信息來預測服務請求的執(zhí)行時間和對資源的需求情況，并從資源執(zhí)行任務的最大并發(fā)度出發(fā)，自動分配一組規(guī)模合理的計算資源給服務請求。算法能夠在滿足終端用戶服務質量要求下，降低了資源使用，顯著減少服務提供方的服務成本。
　　 由于云環(huán)境存在服務不穩(wěn)定性，以及服務請求動態(tài)性問題，嚴重影響終端用戶的服務質量，服務提供方如果無法保證SLA協議，則會降低服務信譽。我們充分使用虛擬資源池中的大量空閑服務時間段，并提出了基于空閑虛擬

5、資源的動態(tài)調度算法，能夠將服務請求快速調度到最適合的虛擬機中。在滿足SLA服務協議要求的同時，有效減少了啟動新虛擬機數目，為服務提供方大大降低了服務成本，以及減少云數據中心能源消耗而達到綠色計算目的。
　　 最后，提出多維服務質量下的服務請求控制策略，在保證服務提供方經濟收益和終端用戶服務質量要求情況下，控制終端用戶服務請求，最大化服務吞吐量。為了使得終端用戶公平共享服務提供方的計算資源，提出了資源平均分配算法，能夠提高終端用戶