云计算中虚拟资源调度策略的研究

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云计算是基于分布式计算特别是网格技术发展起来的一种新型服务计算技术,为处理海量数据与服务、解决大规模计算和资源管理问题提供了平台。作为云计算的支撑技术,虚拟化技术能够在实际的硬件资源上构建虚拟资源,实现了硬件资源利用最大化,同时为服务提供了运行所需的虚拟资源。如何实现虚拟资源的有效调度是云计算的一个核心问题。由于云计算环境下,资源具有异构性、多态性的特点以及用户业务需求具有多样性的特点,如何确定一个有效的虚拟资源调度策略成为一大难点。高效的虚拟资源调度策略可以有效降低能耗。论文以实现绿色云计算为研究重点,考虑虚拟资源异构性、可扩展性等特点,在常见的资源调度策略的基础上,提出一种基于多维资源分析(Analysis of Multi-dimensional Resource,简称AM-R)算法的绿色云模型。该虚拟资源调度策略的基本思想为:一、根据CPU的功耗主要与CPU利用率呈线性关系的结论,在此基础上提出云计算能耗模型,并以运行的物理服务器的数量作为衡量能耗的标准;二、针对云计算环境中资源异构性的特点,以及因资源利用不均导致的资源泄漏现象,提出多维资源分析算法,通过最小化资源碎片、均衡资源利用率达到减少物理服务器的目的。该算法根据云计算用户和云供应商之间的SLA(service level agreement)定义多维资源平均利用率和资源利用波动值,并以此为基础画出多维资源空间向量图,将资源空间向量划分为三个子域作为虚拟服务器部署的选择依据;三、在多维资源分析算法及满足能耗模型的基础之上,提出合理的虚拟服务器分配和故障迁移策略。最后,通过模拟实验,验证了基于AM-R绿色云模型的虚拟资源提供策略的有效性。
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