【摘 要】
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目前航天器的发展主要有两个趋势,一是航天器自身向小型化发展,导致单个航天器可用物理资源减少;二是航天云平台的发展,单个航天器的作用越来越有限,逐渐向由多个航天器构成航天云网,整合多个航天器的资源以提供更高效服务的趋势过渡,这也导致了航天器之间通信成本的增长。本文主要研究将航天云平台与容器虚拟化相结合,通过制定云平台下合理的任务与容器调度算法,缓解航天器两个主要发展趋势所带来的问题,对提高单个航天器
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目前航天器的发展主要有两个趋势,一是航天器自身向小型化发展,导致单个航天器可用物理资源减少;二是航天云平台的发展,单个航天器的作用越来越有限,逐渐向由多个航天器构成航天云网,整合多个航天器的资源以提供更高效服务的趋势过渡,这也导致了航天器之间通信成本的增长。本文主要研究将航天云平台与容器虚拟化相结合,通过制定云平台下合理的任务与容器调度算法,缓解航天器两个主要发展趋势所带来的问题,对提高单个航天器的资源利用效率与负载均衡,以及降低航天云网通信成本方面具有重要的研究意义。本文的主要工作如下:(1)针对航天器小型化发展趋势所带来的物理资源减少的问题,设计了基于负载相似度的单星容器调度算法,通过容器在单个航天器中不同服务器上的调度,在有限的物理资源内提高单个航天器的负载均衡与资源利用率。(2)针对航天云网发展趋势所带来的通信成本增加的问题,设计了基于域划分算法的多星容器调度算法,通过将位于不同航天器中互相通信的容器调度至同一域内通信成本较低的航天器上,来减少航天云平台整体的通信成本。(3)针对虚拟机虚拟化较为重量级,实时性较低的问题,结合云计算的三层架构,设计了基于更轻量级的容器虚拟化的航天云平台体系架构。并在此基础上根据实际航天云任务的特点,设计了云任务到航天云平台中容器的任务调度算法,为容器调度提供基础,最后基于Cloudsim实现了该航天云平台下任务与容器调度的仿真与模拟。
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