云中多層應用的服務提供問題研究.pdf

1、云計算以其高可伸縮、高可靠、按需付費等特征，被業(yè)界廣泛接受。越來越多的大型網絡應用向云中遷移，開始以服務的形式供人使用。交付到云中的網絡應用可以基于云資源按需地自適應伸縮，保證系統(tǒng)性能的同時大大減少了成本，提高了資源利用率。云中的服務提供問題是網絡應用向云中交付的關鍵技術，所謂云中的服務提供(ServiceProvisioning)是指ISV（IndependentSoftwareVendors，獨立軟件開發(fā)商）將開發(fā)好的應用交付到云中

2、PaaS（PlatformasaService，平臺即服務）平臺，PaaS平臺根據應用的負載和性能需求，將資源按需提供給應用，同時保證系統(tǒng)在運行時的動態(tài)按需擴展的過程。
　　云中的網絡應用一般為多層應用，如電子商務應用、社交網絡應用等。多層應用是指應用分為Web層、應用服務層和數據庫層等。云中多層應用的服務提供問題相比一般應用的服務提供問題要復雜的多，傳統(tǒng)的云資源分配方法已不再適用，面臨諸多挑戰(zhàn):
　　1、多層應用各層之間的

3、依賴復雜性和服務特征差異復雜性。多層應用各層之間的依賴復雜性是指多層應用各層之間是相互影響的，一方面影響到達各層的負載量，另一方面影響各層的負載到達規(guī)律，使多層應用各層負載情況更復雜，更難預測;多層應用各層服務特征的差異復雜性是指多層應用的各層承載的服務功能不同，服務時間等不同。
　　2、云資源處理能力的復雜性和多層多類混合資源的組合復雜性。多層應用各層之間的依賴復雜性和服務特征的差異復雜性導致了資源處理能力的復雜性，即同類資源單

4、位時間內能夠有效處理的請求個數與每層應用的負載分布和服務特征相關，變得異常復雜;多層多類混合資源的組合復雜性是指不同的資源提供給各層的處理能力不同，對多層應用進行服務提供，存在多種資源的多種組合，如何選擇一個合適的資源組合，使得在滿足用戶SLA要求下，實現服務質量和資源代價兩個矛盾目標的均衡，是個技術難題。
　　為此，本文針對云中多層應用服務提供問題面臨的挑戰(zhàn)，主要研究了:
　　1、構建在線監(jiān)控架構，對多層應用的每層負載分布

5、進行監(jiān)測，并提出基于自回歸模型的預測方法對應用負載進行預測，解決了多層應用各層之間的依賴復雜性問題;對每層服務特征進行監(jiān)測，解決了多層應用各層之間的服務特征差異復雜性問題。
　　2、應用排隊論對部署多層應用各層的資源進行建模，求解資源對各層應用的處理能力，解決了資源處理能力的復雜性問題;提出基于性能-代價均衡的多目標優(yōu)化算法，應用帕累托最優(yōu)思想，求得服務質量和資源代價均較優(yōu)的服務提供策略，解決多層多類混合資源的組合復雜性問題。

6、r>　　本文使用多層應用基準測試RUBiS進行實驗，通過大量實驗數據驗證本文提出的方法?；诓杉腞UBiS運行數據，對負載進行預測，并將實際運行數據與本文提出的預測方法預測的負載進行比較。實驗結果顯示，本文的負載預測方法與實際負載誤差較小，預測方法具有較好的性能。另一方面，通過實驗，將本文提出的服務提供策略與隨機策略、貪婪策略從服務提供方案所對應的總體性能、資源代價等多個角度進行比較分析。實驗結果顯示，與同類服務提供策略相比，本文所提