基于貝葉斯模型的云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)和保障研究.pdf

1、隨著云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)和個(gè)人使用云服務(wù)。然而云服務(wù)是通過(guò)動(dòng)態(tài)的Internet網(wǎng)來(lái)提供服務(wù)的，因此云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)會(huì)隨著時(shí)間的推移、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和云主機(jī)負(fù)載等因素的變化而動(dòng)態(tài)變化，又因?yàn)樵朴?jì)算的可靠性，可用性和安全性等特點(diǎn)，云服務(wù)的QoS變化是相對(duì)穩(wěn)定和有規(guī)律的。通過(guò)對(duì)云服務(wù)的QoS進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，分配一個(gè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)滿足用戶QoS要求的云服務(wù)，同時(shí)感知可能即將發(fā)生的QoS違

2、規(guī)，對(duì)保障云服務(wù)的QoS具有重要的意義。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，研究人員提出了很多基于預(yù)測(cè)的云服務(wù)QoS保障方案。其中很多方案采用預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)云服務(wù)的QoS狀態(tài)，繼而根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的云服務(wù)分配和保障云服務(wù)滿足用戶QoS要求。但是其中部分方案采用的預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性不高，從而導(dǎo)致云服務(wù)QoS的保障效果不理想，還有部分方案采用的預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性雖然較高，但是卻因?yàn)轭A(yù)測(cè)所需歷史數(shù)據(jù)量大，預(yù)測(cè)開(kāi)銷大等原因，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)云服務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)，

3、更不能對(duì)云服務(wù)的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行很好的預(yù)測(cè)。針對(duì)以上方案的不足，本文引入改進(jìn)狀態(tài)誤差方差的貝葉斯常均值模型對(duì)云服務(wù)的QoS進(jìn)行預(yù)測(cè)，在利用少量歷史數(shù)據(jù)和消耗少量系統(tǒng)資源的情況下，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。同時(shí)提出基于預(yù)測(cè)方法的云服務(wù)QoS保障框架，框架根據(jù)QoS預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行云服務(wù)的分配和感知可能的QoS違規(guī)，對(duì)感知到的QoS違規(guī)提前采取措施，極大地保障了云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
　　本文提出了一個(gè)基于改進(jìn)的貝葉斯常均值模型的云服務(wù)QoS保障框架，在

4、云服務(wù)扽配階段，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)云服務(wù)QoS并分配給用戶一個(gè)一段時(shí)間內(nèi)滿足用戶QoS要求的云服務(wù)。在云服務(wù)執(zhí)行階段，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)云服務(wù)的QoS和感知QoS違規(guī)，對(duì)QoS違規(guī)采取針對(duì)性措施，從而保障云服務(wù)的QoS。本文的主要工作如下：
　?。?）總結(jié)了現(xiàn)有的用于云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法。詳細(xì)介紹了各個(gè)預(yù)測(cè)方法的原理、推理、證明過(guò)程和計(jì)算步驟，以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　（2）針對(duì)現(xiàn)有的云服務(wù)QoS時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法的不足，給出了基于改

5、進(jìn)的貝葉斯常均值模型的云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)方法，詳細(xì)介紹該方法的改進(jìn)之處及預(yù)測(cè)優(yōu)勢(shì)。利用Hadoop集群模擬云服務(wù)平臺(tái)，收集了集群中虛擬機(jī)的QoS指標(biāo)作為預(yù)測(cè)對(duì)象，對(duì)比了幾種時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法的在云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)方面的準(zhǔn)確性和擬合效果。
　?。?）針對(duì)現(xiàn)有的云服務(wù)QoS框架的不足，給出了基于預(yù)測(cè)方法的云服務(wù)QoS保障框架。詳細(xì)介紹了框架的組成部分，并將QoS框架和預(yù)測(cè)方法相結(jié)合，對(duì)比了幾種方案的QoS保障效果。實(shí)驗(yàn)證明了基于改進(jìn)的貝葉斯