考慮任務(wù)錯(cuò)誤及重試的IaaS云計(jì)算性能評估與優(yōu)化.pdf

1、考慮任務(wù)錯(cuò)誤及重試的IaaS云計(jì)算性能評估與優(yōu)化重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：喻可指導(dǎo)教師：夏云霓教授專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一七年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要云計(jì)算(CloudComputing)是近年來科研機(jī)構(gòu)和商業(yè)機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)。得益于計(jì)算以軟硬件的發(fā)展，大數(shù)據(jù)的發(fā)展和研究或者公司業(yè)務(wù)的需求，云計(jì)算得到了蓬勃的發(fā)展。云計(jì)算的研究的熱點(diǎn)方向之一就是系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化。云計(jì)算的服

2、務(wù)質(zhì)量(QoSQualityofService)直接影響了用戶的體驗(yàn)，因此QoS對于實(shí)際應(yīng)用意義重大。云計(jì)算服務(wù)模式的最底層基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaSInfrastructureasaService)的結(jié)構(gòu)和特性直接影響了整個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)的性能與擴(kuò)展性，因此在IaaS層研究云計(jì)算系統(tǒng)性能具有重要價(jià)值。通過排隊(duì)論，擬生滅過程等離散隨機(jī)過程工具，可以對IaaS云任務(wù)處理流程進(jìn)行建模和分析。分析得到的系統(tǒng)參數(shù)如任務(wù)響應(yīng)延遲，任務(wù)拒絕率等可以描述云

3、計(jì)算系統(tǒng)性能，為系統(tǒng)的優(yōu)化提供參考。由于虛擬機(jī)(VMVirtureMachine)創(chuàng)建過程會(huì)因?yàn)楦鞣N原因失敗，所以需要把任務(wù)錯(cuò)誤納入云計(jì)算建模考慮范疇。本文綜合考慮了任務(wù)出錯(cuò)和任務(wù)重試對系統(tǒng)性能造成的影響，并通過研究系統(tǒng)隊(duì)列容量，虛擬機(jī)多路能力(Multipleability)，虛擬機(jī)創(chuàng)建速度，任務(wù)到達(dá)速度等影響云計(jì)算系統(tǒng)性能的內(nèi)外部因素，對云計(jì)算任務(wù)處理流程進(jìn)行總體分析，更加符合真實(shí)的云計(jì)算系統(tǒng)的特性。在理論分析過程中，介紹了經(jīng)典的排

4、隊(duì)論建模思想，引入了擬生滅過程，利用馬爾科夫性，對任務(wù)出錯(cuò)和任務(wù)重傳進(jìn)行整體分析。通過一定時(shí)間內(nèi)任務(wù)的到個(gè)數(shù)，虛擬機(jī)創(chuàng)建的統(tǒng)計(jì)時(shí)間來估算任務(wù)到達(dá)速率，虛擬機(jī)創(chuàng)建速率，結(jié)合系統(tǒng)的固有特性比如任務(wù)隊(duì)列容量計(jì)算出任務(wù)拒絕率和響應(yīng)延遲的90%置信區(qū)間。比較置信區(qū)間和理論值，證明了理論分析結(jié)果可靠。然后，重點(diǎn)研究了任務(wù)到達(dá)速度變化，虛擬機(jī)創(chuàng)建速度變化，系統(tǒng)隊(duì)列容量在不同物理機(jī)臺(tái)數(shù)情況下對期望響應(yīng)延遲和期望拒絕率的影響。利用理論數(shù)據(jù)對云計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行

5、參數(shù)變化分析為云計(jì)算系統(tǒng)避免違反服務(wù)水平協(xié)議(SLAServiceLevelAgreement)設(shè)置最佳物理機(jī)數(shù)量，最佳隊(duì)列容量等系統(tǒng)架構(gòu)提供參考。最后，利用模擬退火算法對一定費(fèi)用限制下最優(yōu)系統(tǒng)設(shè)置提供近似最優(yōu)解，通過實(shí)例展示了算法的用途。本文在相關(guān)云計(jì)算性能分析研究的基礎(chǔ)上，考慮了任務(wù)錯(cuò)誤和任務(wù)重試，對云計(jì)算任務(wù)處理流程進(jìn)行了整體分析，通過深入研究擬生滅過程的推導(dǎo)過程，并結(jié)合排隊(duì)論等隨機(jī)過程相關(guān)知識(shí)，把任務(wù)錯(cuò)誤和重試整合進(jìn)已有的云性能