基于Xen虚拟化技术的弹性云架构

云计算通过虚拟化技术为用户提供基础架构即服务(IaaS),IaaS平台上应用和服务的负载是动态变化的,这就导致其对虚拟资源的需求也是动态变化的.因此收集和分析云平台内部虚拟资源的占用量,根据需求对其进行弹性调度就成为提高整个云计算平台服务性能和资源利用率的关键.从负载均衡和降低云平台使用者成本的角度出发,根据云平台内部...     

支持随机服务请求的云虚拟机按需物理资源分配方法

本文针对云平台按负载峰值需求配置处理机资源、提供单一的服务应用和资源需求动态变化导致资源利用率低下的问题,采用云虚拟机中心来同时提供多种服务应用.利用灰色波形预测算法对未来时间段内到达虚拟机的服务请求量进行预测,给出兼顾资源需求和服务优先等级的虚拟机服务效用函数,以最大化物理机的服务效用值为目标,为物理机内的各虚拟机动态配置物理资源.通过同类虚拟机间的全局负载均衡和多次物理机内各虚拟机的物理资源再分配,进一步增加服务请求量较大的相应类型的虚拟机的物理资源分配量.最后,给出了虚拟机中心基于灰色波形预测的按需资源分配算法ODRGWF.模拟实验表明所提算法能够有效提高云平台中处理机的资源利用率,对提高用户请求完成率以及服务质量都具有实际意义.     

云数据中心虚拟资源管理研究综述

云计算数据中心是数据中心架构和发展的方向,云数据中心的虚拟资源管理问题是当前的研究热点。总结了数据中心的发展历程,综述了云数据中心的虚拟化技术、虚拟资源提供与部署、资源调度模型与算法以及基于能量优化和负载均衡的虚拟机迁移技术的研究现状。最后展望了云数据中心虚拟资源管理领域有待进一步研究的方向。     

改进粒子群算法在云计算负载均衡中的应用研究

云计算系统采用虚拟化技术可以更加灵活和高效地分配运算资源,便于管理员根据用户任务需求按需分配云计算资源。但虚拟化后的云计算中心存在种类多样、数量庞大的虚拟机资源,难以将虚拟机合理地放置到物理主机集群上并达到较好的负载均衡。为此,给出了云计算中心虚拟机放置到物理主机的负载均衡模型,采用改进后的粒子群算法（PSO）来求解最优解。最后通过和常用虚拟机放置算法的仿真对比实验,验证了所提云计算负载均衡优化算法的有效性。     

基于多维QoS和云计算的资源负载均衡调度研究

为了实现云环境下虚拟资源的高效调度并满足用户QoS需求,提出了一种基于多维QoS能实现负载平衡的云资源调度方法;首先,建立了云资源调度的多维QoS数学模型,然后提出了一种基于蚁群算法实现云环境虚拟资源调度的算法,对信息素的初始化、虚拟机的选择以及信息素的更新等均进行了改进,并在算法中引入遗传变异因子以提高算法的收敛能力;实验结果表明:该算法能有效解决云环境下虚拟资源调度问题,减少负载均衡离差,较其它方法具有较大优越性,满足了云环境下资源调度的需求。     

一种云平台中优化的虚拟机部署机制

传统虚拟机部署机制通常单一地依据宿主机当前的CPU状况来选择目标宿主机,从而引起负载不均衡。针对该问题,提出一种云平台中优化的虚拟机部署机制。建立宿主机自动选择模型,给出基于个性需求的宿主机自动选择策略,对宿主机后续负载状况进行预测,估算虚拟机的资源消耗。实验结果表明,该机制能在满足用户需求的基础上提高系统性能。     

基于负载均衡的云计算任务调度算法的研究

本文针对当前云计算系统负载不均衡和任务完成效率有待提高的问题,提出了一种基于系统整体负载均衡与最小完成时间LB—ECT算法。根据云计算环境下资源需求动态变化,利用任务在虚拟机上执行时间的预测进行任务到虚拟机上的分配、调度。优化系统的整体效率。采用云计算仿真平台CloudSim对本算法进行仿真实验与分析,实验仿真结果表明,LB—ECT算法能够有效提高系统的整体负载均衡能力．明显缩短任务的总完成时间．     

基于资源权重最大资源利用率的动态资源调度算法

对于在云环境下虚拟机放置问题,资源调度管理是其中一项关键技术,因而提出了一种基于最大综合利用率为标准的动态资源调度算法。首先,在云系统调度中心缓存用户的资源请求,将此请求当做一个任务,然后利用负载均衡调度算法,调度中心针对不同任务来分配适当的物理机,最后在物理机上建立虚拟等待队列,充分考虑云系统中计算资源权重比,利用基于权重最大资源利用率的算法进行虚拟机配置。仿真实验结果证明,该算法可以实现有效负载均衡,并在保证一定的QoS的情况下,能有效提高系统的综合利用率。     

一种基于QoS的云负载均衡机制的研究

提出一种基于QoS的云负载均衡机制,即:构建QoS模型和云资源模型;建立资源度量与QoS属性之间的映射;对虚拟机实例负载状况和虚拟机集群资源利用状况进行量化评估;感知用户的QoS并对比所监控的云节点的资源度量情况,根据对比结果,通过任务调度算法和弹性伸缩算法分别实现任务的分发和虚拟机集群的弹性伸缩,最终达到优化的负载均衡的目的.通过模拟试验,结果表明本方法与Round robin算法相比,有更好的负载均衡效果.     

云计算中负载优化模型及算法研究

云计算环境的动态性和异构性,使得云计算很容易出现负载失衡现象,严重影响了云计算的整体性能和用户体验.论文提出了基于改进遗传算法的负载均衡优化模型,兼顾资源需求动态变化和虚拟机的计算能力,建立相应的资源调度模型,运用改进遗传算法实现资源负载均衡.验证表明,该算法能很好满足云环境下数据中心的使用要求,提高资源利用率和负载均衡度.     

基于迁移技术的云资源动态调度策略研究

现有云资源管理平台存在着瞬时资源利用率峰值易引发迁移、动态负载效果不佳等问题。依据云资源动态调度模型,提出了有效的基于迁移技术的虚拟机动态调度算法。算法将物理节点负载与虚拟机迁移损耗评估、多次触发控制、目标节点定位三者有机结合,实现云计算数据中心高效的动态负载均衡。实验结果表明,该算法优于CloudSim的DVFS调度策略,在保证应用服务水平的同时能减少虚拟机迁移次数和物理机启用数量。     

基于虚拟化技术的私有云计算平台设计

为提高分布式集群系统的硬件资源利用率,避免闲置设备造成的经济损失,结合虚拟化技术,提出了一种基于多种框架技术的私有云平台实现方案.该方案整合底层硬件资源,实现了对资源的按需分割、动态分配及动态迁移,并针对传统的虚拟机部署方法中的负载不均衡问题,提出了基于动态分配决策的虚拟机部署机制,该策略根据虚拟机资源的特点,结合现有物理节点的负载情况,对虚拟机进行了动态部署.最后设计实现了灵活性强、可扩展性能好的私有云计算服务平台,以石油勘探中的傅里叶有限差分叠前深度偏移为测试用例进行了应用测试,证明了私有云平台的可行性和有效性,并对虚拟机的部署机制进行了测试.实验结果表明,动态分配决策能够在部署大量虚拟机的同时,较好地保持私有云平台的负载平衡.     

基于SDN网络构架的网络动态优化研究

针对动态网络优化依赖虚拟机在线迁移技术的问题,利用新型的网络架构SDN很好地实现了对网络设备的灵活管理和配置,达到数据中心虚拟化管理,且使得数据中心在资源优化,差错容忍和负载均衡方面具有很好的灵活性。同时,提出了一种基于QoS流机制的多路径虚拟机迁移策略(QMA),该机制通过对网络动态传输的虚拟机迁移资源划分为不同的QoS流,然后对每一个流选择有效的转发路径进行迁移,从而提高虚拟机整体迁移性能,最终达到对网络资源动态优化管理。     

基于轮换策略的异构云资源分配算法

云计算以其按需索取、按需付费、无需预先投资的优势给用户带来极大的便利,然而静态、单一的云计算环境容易成为网络攻击的目标,给用户带来较大的安全风险。动态的虚拟机部署策略和异构的云基础设施在提升云计算环境安全性的同时会降低资源利用率。提出一种针对虚拟机轮换时的资源分配算法,将不同类型的资源抽象成维度不同的向量,并通过求解装箱问题实现资源分配中的负载平衡,同时为每个虚拟机设定驻留时间,对当前服务器的负载状态进行轮换以提升虚拟机的安全性。实验结果表明,资源动态分配算法在提高虚拟机安全性能的同时,能够减小轮换带来的负载波动。     

基于双层规划的容器云资源动态配置算法

本文分析容器云资源动态配置决策问题,通过定义容器云资源的调度任务,求解得到容器云资源调度时间;利用容器云资源调度任务的最短时间矩阵,获取容器云资源调度所需的条件。在双层规划条件下,求解容器云资源调度的目标函数和约束函数;考虑到用户的任务情况和云数据中心的云资源状况,在虚拟机上构建一个到物理主机的矩阵,通过构建容器云资源动态配置结果在优化时的目标函数,结合约束条件,实现容器云资源的动态配置。实验结果表明,资源动态配置算法不仅可以提高容器云资源的利用率,还可以减少配置完成时间,具有更好的动态配置性能。     

云计算中nosql集群自动配置框架的研究与实现

针对云计算中大数据的管理与存储需要手动扩展或释放资源,效率低下、成本高等问题,提出一种云计算环境下nosql数据自动配置管理解决方案,设计并实现有良好的伸缩性、自适应性、可扩展性,支持负载动态变化的nosql自动配置框架,该框架支持所有nosql数据库,广泛集成第三方云平台如亚马逊EC2、openstack、eucalyptus等。在该框架的基础上,实现了Nosman自动配置系统,经运行,该系统能够正常提供大数据的存储与管理,在保证用户SLA的情况下,能够随负载的动态变化自动配置nosql集群资源。     

能耗感知下云资源三支粒度调度策略研究

云资源调度是云数据中心的一种重要节能方式。然而,实际云平台中,受单一物理机资源限制,存在虚拟机资源竞争和利用率低的问题。对此,通过分析虚拟机负载相似性及资源占有度问题,提出一种基于三支决策的能耗感知虚拟机迁移策略。首先,在虚拟机迁移过程中,设计云资源的三支划分策略,并使用K-means算法在划分区域选择待迁移的虚拟机序列;其次,依据虚拟机与物理机的负载相似度,获取虚拟机放置顺序;最后,依托CloudSimPlus云仿真平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明,所提方法能够有效降低云能耗,实现资源充分利用。     

Towards an adaptive human-centric computing resource management framework based on resource prediction and multi-objective genetic algorithm

The complexity, scale and dynamic of data source in the human-centric computing bring great challenges to maintainers. It is problem to be solved that how to reduce manual intervention in large scale human-centric computing, such as cloud computing resource management so that system can automatically manage according to configuration strategies. To address the problem, a resource management framework based on resource prediction and multi-objective optimization genetic algorithm resource allocation (RPMGA-RMF) was proposed. It searches for optimal load cluster as training sample based on load similarity. The neural network (NN) algorithm was used to predict resource load. Meanwhile, the model also built virtual machine migration request in accordance with obtained predicted load value. The multi-objective genetic algorithm (GA) based on hybrid group encoding algorithm was introduced for virtual machine (VM) resource management, so as to provide optimal VM migration strategy, thus achieving adaptive optimization configuration management of resource. Experimental resource based on CloudSim platform shows that the RPMGA-RMF can decrease VM migration times while reduce physical node simultaneously. The system energy consumption can be reduced and load balancing can be achieved either.     

面向多目标的云计算资源调度算法

在传统的虚拟机资源调度中,仅仅考虑当前负载,对虚拟机历史数据没有充分考虑,在处理云计算资源调度的时候出现负载失衡的状况,为了解决上述问题,本文提出了基于启发式遗传算法的资源调度算法,满足多目标规划的情况下实现云计算资源的调度.算法在为用户提供服务的同时充分考虑虚拟机的各种开销和因素,使提供云计算资源的服务器达到负载均衡.对目前的负载情况和历史数据进行分析,经过搜索和计算,计算得到同时满足负载变化数据约束和最小动态迁移开销的最好的云计算资源调度方案.最后,通过仿真实验,对算法进行验证,通过引入负载变化率和平均负载距离二个性能参数来比较和衡量虚拟机负载.实验数据证明,所提出的算法具有很好的全局收敛性和资源利用率,有效解决在资源调度中出现负载失衡和较大动态迁移开销的问题,因此,算法是可行和有效的.     

一种高效的虚拟网络结构

弹性资源需求是云计算的关键特征,它需要系统支持自适应的虚拟网络配置管理机制,以满足云计算服务中虚拟资源的动态组合要求。本文提出了一种高效的虚拟网络结构,能够根据虚拟资源的动态分配状态,在网络层面建立相应的应用群组,提高组内资源的通信效率。不仅如此,本文提出的虚拟网络结构还能根据虚拟资源在物理平台上的实时分布状态,选择不同的信息传送机制,保证虚拟资源之间的高性能通信。