組織型云端系統(tǒng)軟件抗衰調度問題研究.pdf

1、隨著信息通訊技術的發(fā)展與云計算的普及，以平板電腦，智能手機為代表的組織型云端設備逐漸成為人們生活的必需品。區(qū)別于傳統(tǒng)計算設備，由功能相同、結構相似的云端設備構成的組織型云端系統(tǒng)在應用管理、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)管理、安全管理、生態(tài)管理、壽命管理等方面都具有獨特的、類似于生物組織的結構特征，這使得適用于云端設備的可靠性保障方法與傳統(tǒng)計算系統(tǒng)有顯著的不同。軟件老化問題是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素?；谠贫嗽O備的操作系統(tǒng)更迭頻繁、節(jié)能技術發(fā)展迅速、用戶

2、使用習慣多樣等現(xiàn)狀，云端設備已逐漸成長為長運行(long-running)系統(tǒng)，隨之加劇的軟件老化現(xiàn)象亟待解決。軟件抗衰技術是免疫軟件老化的主要方法。針對組織型云端系統(tǒng)組織結構特征，以及云端設備的資源有限、負載周期不明顯、軟件和系統(tǒng)更新頻繁等問題，本文提出了組織型云端抗衰系統(tǒng)體系結構，通過應用融合云端系統(tǒng)組織結構的模型和算法，解決抗衰系統(tǒng)調度中軟件老化判定、抗衰閾值確定、抗衰數(shù)據(jù)存儲傳輸三方面的問題，并通過實證與定量分析的方法，驗證了算

3、法和模型的可行性與有效性。本文的主要工作和貢獻如下:
　　1、在組織型云端抗衰系統(tǒng)的模型設計方面:本文以保證并進一步提高抗衰系統(tǒng)的用戶體驗為前提，在分析現(xiàn)有的單細胞型抗衰模型的基礎上，提出了融合組織型結構的云端抗衰系統(tǒng)模型，改進抗衰系統(tǒng)的可用性、準確性，并在此基礎上設計抗衰系統(tǒng)的體系結構，在抗衰系統(tǒng)中，根據(jù)云端抗衰的實際需求選擇相應的抗衰策略，以達到提高系統(tǒng)的可靠性的目標。
　　2、在軟件老化狀態(tài)判定方面:軟件抗衰的調度問題

4、是解決軟件老化的第一步，而軟件老化判定模型從總體上決定著抗衰的時機，因此，該模型的確定是解決抗衰調度問題的首要步驟。本文通過分析傳統(tǒng)軟件老化判定模型的優(yōu)缺點，結合云端設備自身的特點，提出了云端設備中約束元的概念，并將約束元應用于軟件老化判定模型中，通過對系統(tǒng)經(jīng)過約束元的頻度和次數(shù)的研究，預估云端設備軟件老化的狀態(tài)。最終達到在資源有限、用戶操作無規(guī)律的云端設備上，利用較少的資源，預估云端設備系統(tǒng)當前可能發(fā)生失效的概率的目的，并進一步利用抗

5、衰操作，有效降低了失效后可能帶來的嚴重后果。
　　3、在抗衰閾值確定方面:抗衰閾值問題直接決定著抗衰時機的有效性。本文通過分析傳統(tǒng)抗衰閾值模型的優(yōu)缺點，提出結合群體感知概念，在以系統(tǒng)環(huán)境復雜、開發(fā)周期短、軟件更新頻繁為特點的組織型云端設備上，利用云端設備軟硬件環(huán)境的相似性，減少單一設備中收集的抗衰數(shù)據(jù)量，并通過感知權值，計算不同分組的抗衰數(shù)據(jù)對當前設備的影響，得出該設備相對精確的抗衰閾值。最終達到在較少影響用戶體驗的前提下，有效完

6、成抗衰任務，保障云端系統(tǒng)的可靠性的目標。
　　4、在抗衰數(shù)據(jù)存儲傳輸方面:為了評估和優(yōu)化抗衰模型，需要保存和傳遞抗衰數(shù)據(jù)。云端設備存儲資源的有限性與享有云服務的能力，使得抗衰數(shù)據(jù)的存儲、傳輸需要更高效的方法與之對應。本文通過分析日志型存儲的特點與傳統(tǒng)的云存儲傳輸服務模式，針對抗衰模型中的抗衰數(shù)據(jù)提出了一種新型的存儲傳輸模式，針對云端設備的本地存儲資源，網(wǎng)絡通訊等方面進行了專門的優(yōu)化，更可靠地保存和傳輸了云端設備的抗衰數(shù)據(jù)，為抗衰模