面向Docker容錯的性能監(jiān)控和自適應預復制檢查點技術研究.pdf

1、Docker容器技術作為新型的虛擬化技術近年來受到了廣泛的關注，通過隔離操作系統(tǒng)內核對象實現安全性隔離，改進了Docker在安全性和故障恢復方面的問題。Docker容器技術逐漸成為平臺服務(PaaS)的技術關注點。Docker容器的可靠性是當下研究的熱點問題。檢查點技術有助于實現容器的高可用性，它將某些特定時間的Docker的運行狀態(tài)保存到存儲介質的向后恢復容錯技術。在容器云服務場景下，用戶的業(yè)務需求存在動態(tài)變化性，高負載的業(yè)務訪問會導

2、致容器出現故障，進而停止提供服務，需要在對容器集群進行負載監(jiān)控的基礎上，通過使用容器檢查點的故障恢復技術，使得容器能夠在出現故障時及時進行檢查點的恢復，保證容器中服務的正常運行。
　　首先，以Docker Swarm容器集群為基礎，首先設計了基于Zabbix的容器性能監(jiān)控方案，實現了對容器集群的負載監(jiān)控，提供了負載達到閾值的情況下向用戶發(fā)送告警通知的功能。由于容器未來負載狀態(tài)的不斷變化，所以采用了基于馬爾科夫鏈的容器未來負載狀態(tài)的

3、概率預測算法，通過實驗驗證，在容器下一時刻負載不斷變化的場景下，相較于傳統(tǒng)的負載預測算法，該算法更加精確的計算出狀態(tài)概率值，提高了容器未來負載所處狀態(tài)的預測精度，根據當前容器的負載值比較準確的預測容器未來的負載狀態(tài)。
　　其次，針對容器檢查點的時間開銷問題，本文設計了一種自適應預復制容器檢查點策略SPC-CKPOT，主要包括預復制和停止-復制兩部分。在預復制過程中優(yōu)先復制不經常修改的容器的內存頁面，其中預復制的輪數由容器中負載工作

4、量自適應地決定，在前一輪預復制中生成的臟頁通過冷凍容器保存在每一輪預復制中，從而減少檢查點的停機時間。實驗結果表明，隨著容器內存配置和工作量的不斷增加，SPC-CKPOT策略實現了根據負載工作量自適應確定預復制輪數，避免了由于過多的預復制操作產生大量的內存臟頁而導致容器檢查點停機時間過長，減少了容器檢查點的時間開銷，提高了容器檢查點恢復的效率。
　　最后，設計并實現了一個原型系統(tǒng)，用于Docker容器性能數據的采集和故障告警，提高