基于粒子群优化算法的虚拟机放置策略研究

论文摘要

“云计算”的概念自从2006年被提出以后,迅速成为科技领域最令人振奋的研究热点,受到工业界和学术界广泛关注。作为一项新兴的战略技术,虽然还没有一个关于它的统一定义,但普遍认为云计算是以虚拟化技术为基础、以按需付费为商业模式,具备弹性扩展、动态分配和资源共享等特点的新型网络化计算模式。在云计算模式下,软件、硬件、平台等IT资源将作为基础设施,以服务的方式提供给使用者。根据提供服务的层次不同,云计算被分为IaaS、PaaS、SaaS三个层次。在IaaS层,对IDC内部的服务器采用大规模的虚拟化以便达到统一部署、简化管理、提高资源利用率、降低能耗等目的。目前,以VMWare为代表的服务器虚拟化技术已日趋成熟并已大规模投入商用,为达到上述目的,学术界及工业界相继提出不同的虚拟机管理方案和放置方案并进行针对性的改进以满足不同需求,工业界这些方案以vSphere的DRS为代表,力求在可以接受的算法复杂度内提出全局的虚拟机放置算法以使服务器利用率最大化,但是目前提出的方案大都基于底层资源池中的资源和新建虚拟机请求的资源,较少关注应用本身中不同虚拟机之间的数据依赖对服务时延的影响,比如,某一应用需要多个虚拟机来协作完成,各个虚拟机之间有大量、频繁的数据交互,如果单纯一路物理服务器的负载来放置虚拟机,可能造成彼此间物理距离较远而大大增加处理时延。在云计算环境下对工作流进行分解,并将在工作流不同阶段提供服务的虚拟机按照改进的PSO算法部署到相对时延较优的物理服务器,是本文的研究重点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究近况
• 1.3 本文的工作
• 第二章 虚拟资源管理概述
• 2.1 云计算系统的体系结构及关键技术
• 2.2 云计算实现的相关技术及系统分类
• 2.2.1 虚拟化技术
• 2.2.2 云计算商业应用概述
• 2.2.2.1 Amazon的弹性计算云
• 2.2.2.2 Google APP Engine
• 2.2.2.3 IBM蓝云
• 2.3 虚拟化技术发展
• 2.4 虚拟平台及其资源管理方案介绍
• 2.4.1 vSphere虚拟化技术
• 2.4.2 XEN Server虚拟化技术
• 2.5 学术界相关研究
• 2.6 本章小结
• 第三章 工作流及云环境内部时延模型
• 3.1 工作流模式的定义
• 3.2 工作流模式的分类
• 3.3 云环境内部时延模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于粒子群优化算法的虚拟机放置策略
• 4.1 PSO算法概述
• 4.1.1 PSO算法流程
• 4.1.2 PSO算法参数选择
• 4.2 引入变异的PSO算法
• 4.3 OPSO算法实验改进分析
• 4.4 基于云环境内部工作流的虚拟机放置方案实验分析
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文