综合迁移成本和通信成本的云计算节能策略

云计算数据中心将分散在不同物理服务器上的虚拟机通过迁移进行聚集,从而关停或休眠迁空的物理服务器以实现节能.针对当前虚拟机迁移方法仅考虑了迁移成本或者仅考虑了由应用相关性带来的虚拟机之间的通信成本,提出一种虚拟机迁移策略,以实现数据中心节能的目标,并且综合考虑了迁移成本和通信成本.仿真结果表明,该策略有效降低了数据中心的能耗和迁移成本及迁移后虚拟机间的通信成本.     

云数据中心虚拟机管理研究综述

云中心的虚拟资源管理是云计算提供者提供快速有效服务的重要保障,虚拟机管理是云中心资源管理的主要研究方向之一。该文首先对云中心虚拟资源相关研究现状进行深入调查和分析;讨论了云数据中心虚拟机放置调度方法(预留分配、即需分配、现货分配);综述了虚拟机动态在线迁移技术、服务器整合技术。最后指出云中心虚拟机管理的未来重要研究方向:分布式的虚拟机放置算法、虚拟机网络的拓扑结构、虚拟机资源使用模式探索和热能相关的动态虚拟机整合策略,以便为云数据中心虚拟机管理及研究提供有益的参考。     

数据中心环境下能耗性能感知的优化方法

针对云计算环境下数据中心高能耗问题,提出了一种能耗性能感知的虚拟机动态整合方法,以优化能耗性能. 首先通过局部回归分析判定主机是否过载,利用均值法检测主机是否轻载,然后根据虚拟机最小迁移时间、最大和最小CPU利用率策略选择要迁移的虚拟机加入到迁移队列,最后运用能耗性能感知的虚拟机部署优化算法对虚拟机进行优化部署. 仿真结果显示,该算法不但提高了系统性能,而且也降低了系统能耗.     

数据中心环境下能耗性能感知的优化方法

针对云计算环境下数据中心高能耗问题,提出了一种能耗性能感知的虚拟机动态整合方法,以优化能耗性能.首先通过局部回归分析判定主机是否过载,利用均值法检测主机是否轻载,然后根据虚拟机最小迁移时间、最大和最小CPU利用率策略选择要迁移的虚拟机加入到迁移队列,最后运用能耗性能感知的虚拟机部署优化算法对虚拟机进行优化部署.仿真结果显示,该算法不但提高了系统性能,而且也降低了系统能耗.     

云计算环境下虚拟机快速实时迁移方法

针对云计算数据中心中虚拟机实时迁移时间过长的问题,提出了一种虚拟机快速实时迁移方法.通过对预拷贝模型进行公式化描述和性能分析,在预拷贝方法中增加了用于标记改动频繁内存页的页位图.在迁移过程中对改动频繁的内存页进行判断,将改动频繁的内存页标记到新增的页位图中,并只在最后一轮迭代中传输.实验结果证明,与传统的预拷贝方法相比,改进后的预拷贝方法明显地减少了迁移时间,达到了快速迁移虚拟机的目的.     

一种云计算适用的虚拟可信报告根构建机制

可信计算技术能够为云计算基础设施提供可信赖的状态及其验证手段,而可信报告这一可信平台基础功能在云环境的实现与普通主机有较大差异,如何构建虚拟可信报告根还没有通用和成熟的方案,将影响远程证明等可信技术在云环境的应用。为构建云计算适用的可信计算体系结构,解决为虚拟机提供唯一性身份标志和反映虚拟机与物理宿主机统一的完整性状态问题,明确了虚拟机应拥有各自独立的基于秘钥的身份标志以及虚拟机所属平台配置寄存器（PCR）类敏感信息必须是受保护的、可迁移的以适应虚拟机迁移需求。由进一步分析可知虚拟机完整性状态应包含以PCR值表示的虚拟机完整性状态和物理平台完整性状态。由此,在集中管理虚拟化/非虚拟化可信计算平台的模型预设条件下,基于国际可信计算组织（TCG）规范提出的身份证明秘钥（AIK）概念进行扩展,提出一种使用虚拟AIK作为虚拟机身份标志,并为每个虚拟机生成由其实际物理平台启动PCR值和虚拟机启动虚拟PCR值连接而成的PCR值的可信报告模型。设计了对应的虚拟PCR值复制机制、完整性报告机制、虚拟机敏感数据管理机制,并与TCG规范中方法进行了对比。该机制在兼容传统AIK验证机制的基础上,能够为每个虚拟机产生独立身份标识,向验证者证明自身完整性状态的同时简化了对虚拟机的验证流程。     

基于IPv6的云计算平台虚拟机群环境自动配置

针对虚拟机群在基于IPv6的云计算平台动态部署过程中,现有的环境配置机制所存在的局限性,提出一种环境自动配置模型.首先建立预定制的虚拟机全镜像模板库,继而依据生成的部署策略,选择、调度并实例化虚拟机,通过无状态地址配置机制获取网络地址,最后由环境配置代理完成配置过程.实验结果表明:在不同的虚拟机群部署规模下,单台虚拟机的平均环境配置时间占其整个部署时间的10%以内.实验结果验证了该模型的有效性.     

桌面虚拟化教学的的探索与实践

为满足市场发展对专业人才新知识的需求,将桌面虚拟化技术融入在"桌面服务综合实训"课程中。学生能够通过学习,掌握部署虚拟化架构,完成基本配置、迁移、管理和监控虚拟机及虚拟设备。但此操作训练要求较高的实验环境,较早或目前普遍的物理服务器很难满足正常教学,笔者与另外两位企业工程师针对现有硬件环境进行合理设计,通过对比实验测试,给出了完整的实验规划和建议,值得其他高校借鉴。     

基于RBAC的跨多企业服务组合访问控制模型

为了解决单域环境下访问控制模型无法满足跨企业服务组合的访问授权需求的问题,提出一种以基于角色访问控制(RBAC)为基础的多域动态访问授权模型.根据组合服务的流程结构分析服务执行所需的权限,提出一个权限最小化的角色集挖掘算法,从原有的面向单域的角色授权关系中搜索满足服务执行的角色集.针对组合服务中的跨域操作进行端对端的域间自主授权协商,并根据挖据出的角色集建立最小成本的跨域角色映射以满足跨域访问授权需求.在此基础上提出一套与现有的工业标准相结合运行时框架,实现根据组合服务实际运行状态进行授权的动态访问控制机制.模拟实验结果验证模型中的该算法的主要部分在多种不同场景下的有效性.     

基于流量感知的虚拟机迁移调度算法

针对数据中心的虚拟机迁移调度问题,提出了一种新的启发式解决方案。该方案在充分考虑虚拟机生命周期的同时,对虚拟机进行联网以尽可能减少主干网的流量负载。仿真实验结果表明:与经典的调度算法相比,该算法具有较少的迁移次数和计算资源消耗,在保持系统稳定性方面也有较好的表现。     

基于小世界模型和对等代理的副本定位模型

针对目前数据网格环境中已有的副本定位方法和P2P中的数据定位方法提出了一种基于小世界模型和对等代理的副本定位模型。利用小世界特性和物理网络的远近划分各个虚拟组织（VO），在VO内部采用一个代理用来存储该域内的全局副本定位信息，在VO间各个代理是对等的关系，采用对等代理机制进行副本定位，并对其高效性、可靠性及可扩展性进行了评价分析。     

一种拓扑感知的虚拟网络重构算法

针对底层物理网络负载不均衡问题,根据节点和链路的负载状态,动态地选择负载过大的物理节点和物理链路进行重构。通过建立拓扑感知的虚拟网络重构模型,将虚拟节点迁移到距离其邻居映射节点最近的物理节点上,优化底层物理网络中虚拟重构节点的映射位置,降低虚拟网络重构的资源开销。模拟结果表明,TA-VNR算法有效地均衡了底层物理网络的负载水平,降低了虚拟链路的重构路径长度,提高了虚拟网络请求接受率。     

虚拟专用网中语音的应用及网络性能

为研究虚拟专用网（virtual private network,VPN）基于Internet 协议安全性（internet protocol security,IPSec）进行语音电话（voice-over-IP,VoIP）数据的输送及网络性能的影响,在分析IPSec技术、隧道封装技术和VPN技术原理的基础上,设计了一个企业的VPN网络拓扑,对语音路由器、语音交换机和外网服务器的配置及其作用进行了说明,利用OPNET平台对网络性能进行了仿真和分析。结果表明,VPN的隧道封装技术以及数据机密性、数据完整性、起源认证等加密措施使得网络配置变得复杂,语音数据在VPN隧道的传输过程中,丢包率不高,但传输速率变得缓慢,网络延迟加大,IPSec采用的安全策略导致网络抖动明显,收敛速度慢,语音质量也随之减低。     

一种面向多拓扑类型请求的虚拟网络映射算法

虚拟网络映射问题是网络虚拟化研究中的核心问题之一,其主要目标是将虚拟网络请求高效地映射到底层物理网络上. 针对面向多拓扑类型请求的虚拟网络映射问题进行研究,提出了节点连通性模型和通用底层物理网络节点评价模型用以判断节点映射的优先次序,在此基础上设计了一种复合型虚拟网络映射算法,在映射过程中通过识别虚拟网络请求的拓扑特征调用相应的映射子算法完成网络映射. 仿真结果表明,该复合型映射算法获得了较高的虚拟网络请求接受率和网络收益开销比,整体上提高了虚拟网络映射性能.     

基于消息的加权负载均衡算法

在研究EAP协议与Diameter协议的基础上,为解决分布式认证系统节点间会话一致性的问题,以及尽可能减少服务节点数量改变时产生的会话迁移数量,提出了一种基于消息的加权负载均衡算法(MOLB)。该算法使用散列法、虚拟节点和红黑树相结合的技术,实现了客户端请求在服务节点间的合理分布。Diameter网络环境中的实验结果表明:与其他常用的负载均衡算法相比,本文算法具有较小的负载均衡度和会话破坏度以及较低的会话破坏分布度。     

虚拟组织上的高效移动主体通讯迁移算法

根据虚拟组织结构的特点,提出了一种适用于虚拟组织结构上的高效移动主体通讯算法,该算法建立在有限状态模式的移动主体计算模型基础上.在移动主体计算模型中将服务、迁移、通讯等行为作为状态来处理,并利用状态触发机制刻画移动主体的所有工作过程,从时序逻辑上保证每个移动主体行为的原子性.通过引入虚拟组织上的移动主体收件箱（mailbox）机制,实现多移动主体间的高效通讯和迁移,并有效地解决了现有网络条件下的通讯失配问题.实验证明,该算法在迁移失配数和服务有效率两项性能指标上均优于之前的通讯迁移算法,具有强移动模式下移动主体的鲁棒性和智能性,克服了强移动模式下传输数据量过大等缺点.     

VPN技术原理及应用研究

对VPN的基本概念,VPN的工作原理及实现VPN的隧道技术进行了阐述.结合企业网络的需求提出了VPN实际解决方案,并对VPN的联网方式、拓扑结构及组网方案做了相应的描述.主要对产品选型及基于VPN网络安全解决方案的效果和特点做了详细介绍.     

面向收益最大化的虚拟网跨域映射策略

通过跨域映射能够为虚拟网提供更多的底层资源,但跨域映射策略也需要对网络运营商的自私性进行考虑。为此,提出一种面向收益最大化的虚拟网跨域映射策略,该策略通过引入域节点的概念来建立虚拟网拓扑分割和本地映射方案的同步求解模型,然后设计了一种基于遗传进化思想的本地映射算法对模型进行求解。仿真实验表明,该策略不但能提高运营商的收益,而且能够有效降低映射所需的开销。     

基于动态机制的虚拟声环境构造系统的仿真

为了获得与临场相似的模拟实际声场的听觉感受，提出了一种基于动态机制的虚拟声环境构造系统实现方法.该方法通过频域插值，获取任意位置的房间脉冲响应，利用用户运动位置的前后相关性，实现运动预测机制.采用四叉树的层次数据结构来表示物体运动.结合与头相关的传递函数（HRTF）渐入渐出和神经网络，以多层前馈神经网络作为手段，求取了任意基于动态机制的室内声场HRTF数据.仿真结果表明，该方法较好地解决了运动声源HRTF数据的动态产生和前后声信号段平滑过渡问题，具有更好的真实性和精确度，实现了基于动态机制的室内声学仿真方法.     

Traveling property of wheel-type pipeline robot with different configurations

In order to improve the travelling ability of the wheel-type pipeline robot in elbow section of pipeline,the model of drive ratios is proposed aiming at the pipeline robots with different configurations.Through the movement analysis of the robot with different configurations in elbow section,the pose model of the robot is established,and the coordinates of the wheel centers and the contact points can be got through the calculation of the pose model.Based on the pose model established,the corresponding drive ratios are obtained combining with the relations of the velocities of wheel centers and rotative velocities of wheels under the movement condition with no interference.The virtual simulations and prototype experiments are carried out,and the drive ratios accuracy of the model when the robot moved in elbow without interference is validated.