面向多租約SaaS應(yīng)用的負(fù)載均衡方法研究.pdf

1、隨著服務(wù)計(jì)算和云計(jì)算研究的深入和相關(guān)技術(shù)的日益成熟，軟件即服務(wù)(SaaS)作為一種新興的服務(wù)交付模式得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。SaaS模式以服務(wù)的方式交付軟件功能，通過(guò)多租約模型以按需服務(wù)方式為不同需求的用戶(hù)提供個(gè)性化服務(wù)。多租約SaaS應(yīng)用往往面向大量用戶(hù)提供服務(wù)。因此，在用戶(hù)集中的情況下，如何通過(guò)負(fù)載均衡方法平衡服務(wù)器負(fù)載并保證SaaS應(yīng)用的運(yùn)行效率已經(jīng)成為確保多租約SaaS應(yīng)用可伸縮性和服務(wù)質(zhì)量的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　目前，負(fù)載均衡

2、的策略、算法和機(jī)制在分布式系統(tǒng)和Web應(yīng)用等領(lǐng)域得到了廣泛深入的研究。當(dāng)前的負(fù)載均衡相關(guān)研究工作普遍采用了單一的服務(wù)器負(fù)載模型和單一目標(biāo)的負(fù)載分配方法實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡方法。然而，多租約SaaS應(yīng)用以按需服務(wù)方式通過(guò)各個(gè)租約以不同服務(wù)質(zhì)量提供不同功能的服務(wù)。現(xiàn)有負(fù)載均衡方法沒(méi)有考慮到多租約SaaS應(yīng)用按需服務(wù)的需求，無(wú)法有效保證各租約按有差別的服務(wù)質(zhì)量提供服務(wù)，也未能根據(jù)不同功能執(zhí)行請(qǐng)求對(duì)系統(tǒng)資源的不同需求優(yōu)化負(fù)載分配，因此，無(wú)法有效支持多租

3、約SaaS應(yīng)用可伸縮性和高效運(yùn)行的需求。
　　為此，以滿(mǎn)足按需服務(wù)的多租約SaaS應(yīng)用可伸縮性和高效運(yùn)行需求為目標(biāo)，本文提出了一種面向多租約SaaS應(yīng)用的負(fù)載均衡方法。以對(duì)多租約SaaS應(yīng)用用戶(hù)個(gè)性化需求的分析為基礎(chǔ)，提出了支持按需服務(wù)的系統(tǒng)資源配置方法，并圍繞著面向多租約SaaS應(yīng)用的負(fù)載均衡方法所涉及的服務(wù)器負(fù)載建模方法、無(wú)狀態(tài)SaaS應(yīng)用執(zhí)行請(qǐng)求分配方法、有狀態(tài)SaaS應(yīng)用數(shù)據(jù)分配方法和執(zhí)行請(qǐng)求分配方法等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入研

4、究。
　　(1)以多租約SaaS應(yīng)用按需服務(wù)的特點(diǎn)及其對(duì)負(fù)載均衡方法的要求為基礎(chǔ)，提出了面向多租約SaaS應(yīng)用負(fù)載均衡體系結(jié)構(gòu)，針對(duì)負(fù)載均衡方法的研究目標(biāo)，提出了負(fù)載均衡框架和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，闡述了負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，對(duì)多租約SaaS應(yīng)用用戶(hù)個(gè)性化需求模型、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式和單實(shí)例支持多租約的SaaS應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行了研究。
　　(2)針對(duì)多租約SaaS應(yīng)用通過(guò)不同租約以不等服務(wù)質(zhì)量提供服務(wù)的要求，研究了系統(tǒng)資源配置問(wèn)題，提出了支持

5、按需服務(wù)的系統(tǒng)資源配置方法。在分析了系統(tǒng)資源配置目標(biāo)的基礎(chǔ)上，建立了問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述模型，提出了基于啟發(fā)式算法和基于遺傳算法的問(wèn)題求解方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)將所提出的算法與對(duì)比算法從算法求解質(zhì)量和求解時(shí)間兩方面進(jìn)行了對(duì)比，分析了所提出的兩種算法在不同應(yīng)用環(huán)境中的選擇策略。
　　(3)針對(duì)無(wú)狀態(tài)多租約SaaS應(yīng)用的負(fù)載均衡問(wèn)題，在租約用戶(hù)需求分析的基礎(chǔ)上，對(duì)租約按用戶(hù)功能需求進(jìn)行了分類(lèi)，通過(guò)測(cè)試實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)負(fù)載指標(biāo)的選取和權(quán)重構(gòu)成進(jìn)行了分析，

6、建立了面向租約功能類(lèi)型的服務(wù)器負(fù)載模型。在系統(tǒng)資源配置方案和服務(wù)器負(fù)載模型的基礎(chǔ)上，提出了基于租約用戶(hù)需求的負(fù)載均衡方法，研究了基于租約用戶(hù)限制的執(zhí)行請(qǐng)求分配算法。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析得出，所提出的基于租約用戶(hù)需求的負(fù)載均衡方法在保證了各租約按承諾服務(wù)質(zhì)量提供服務(wù)的同時(shí)提高了多租約SaaS應(yīng)用的執(zhí)行效率。
　　(4)針對(duì)有狀態(tài)多租約SaaS應(yīng)用的負(fù)載均衡問(wèn)題，提出了業(yè)務(wù)事務(wù)的定義，基于租約數(shù)據(jù)操作代價(jià)研究了數(shù)據(jù)最優(yōu)分配方法，基于業(yè)

7、務(wù)事務(wù)的數(shù)據(jù)操作代價(jià)建立了服務(wù)器負(fù)載調(diào)整模型，提出了面向租約業(yè)務(wù)事務(wù)的負(fù)載均衡機(jī)制，研究了基于業(yè)務(wù)事務(wù)數(shù)據(jù)操作代價(jià)的執(zhí)行請(qǐng)求整體最優(yōu)分配方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的面向租約業(yè)務(wù)事務(wù)的負(fù)載均衡機(jī)制提高了有狀態(tài)SaaS應(yīng)用的執(zhí)行效率。
　　(5)在對(duì)面向多租約SaaS應(yīng)用負(fù)載均衡方法關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多租約SaaS應(yīng)用的負(fù)載均衡原型系統(tǒng)。負(fù)載均衡原型系統(tǒng)需要在多租約SaaS應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，為此，提出了多租約SaaS應(yīng)