基于消费者均衡和帕累托最优的云计算资源分配策略研究

论文摘要

云计算作为一种新的计算模式,通过互联网相连接,利用开放的技术和标准把硬件和软件抽象为动态的资源,对外以服务的形式提供给用户。但作为新兴发展领域,其大部分相关问题仍未得到合理解决,资源调度便是其中的一个难题。传统的资源调度算法大多以任务的完成时间最少或任务消费最低为目标,而在云计算中,由于其商业化的用途,决定了其更多的关注点应放在满足用户的差异性需求上,这仅仅依靠传统算法是难以实现的。本文研究了云计算技术及目前几种资源分配解决方案,总结了其存在的问题,以消费者均衡和帕累托最优为基础,提出了云计算环境下基于这两种经济学理论的资源调度模型和算法。该算法区别于传统资源分配策略注重系统指标的特点,更加适用于具有商业化特征的云计算,主要体现于两点：第一,从消费者角度出发,根据消费者的偏好,以提高其满意度为目标,满足不同用户对资源的不同需求；第二,使云计算中有限的计算资源得到充分利用,提高资源利用率。在从理论上分析了合理性后,本文利用云计算的CloudSim仿真软件,模拟了两个云任务在任务消费既定、任务偏好既定、资源价格既定的条件下,分配内存和磁盘这两种资源,实现了本文提出的基于消费者均衡和帕累托最优的云计算资源调度算法,使任务的效用最大。此外,本文将帕累托最优两个任务两种资源的基本模式扩展成了多任务两种资源的模式,为下一步的工作做了铺垫。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作及创新
• 1.4 本文结构
• 第二章 云计算的发展及研究
• 2.1 云计算的定义及特点
• 2.2 云计算的发展现状
• 2.3 云计算资源调度综述
• 2.3.1 云计算的结构层次
• 2.3.2 IaaS平台的资源调度
• 2.3.3 存在的问题
• 2.4 本章小结
• 第三章 分布式环境下基于经济学理论的资源调度
• 3.1 经济网格的资源分配概述
• 3.2 经济学理论引入的原因
• 3.3 消费者均衡理论的介绍
• 3.4 帕累托理论的介绍
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于经济学理论的IAAS平台资源分配
• 4.1 云计算的基本模型
• 4.2 基于消费者均衡的云计算资源分配
• 4.2.1 资源调度模型
• 4.2.2 资源调度算法
• 4.3 云计算资源的帕累托最优
• 4.3.1 2*2的帕累托最优
• 4.3.2 扩展的N*2帕累托最优
• 4.4 本章小结
• 第五章 仿真实验
• 5.1 CLOUDSIM简介
• 5.2 配置及仿真步骤
• 5.2.1 环境配置
• 5.2.2 基本仿真步骤
• 5.3 仿真算法设计
• 5.4 实验结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 参与项目及主要研究成果
• 致谢