云計算中資源管理容錯調(diào)度優(yōu)化策略研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，實時系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用于各種分布式環(huán)境而形成的云計算已越來越受到科學(xué)界和商業(yè)領(lǐng)域的關(guān)注。云計算的主要思想是把互聯(lián)網(wǎng)上的各種計算資源整合在一起。這些計算資源很多都是異構(gòu)的，因此有效管理大規(guī)模異構(gòu)的計算資源迫在眉睫。同時，通信效率和高可靠性也是云計算的內(nèi)在要求，是系統(tǒng)提供給用戶服務(wù)質(zhì)量的重要衡量指標(biāo)。但是，當(dāng)前很多研究考慮資源容錯調(diào)度時都是假設(shè)單機失敗，可是大規(guī)模云計算系統(tǒng)使用的資源具有高度動態(tài)性和異構(gòu)性，資源環(huán)

2、境所固有的不可靠狀態(tài)，使得云計算系統(tǒng)出現(xiàn)大規(guī)模資源失敗的可能性大大增加。因此，僅假設(shè)單機失敗對于研究云計算的容錯問題顯然存在很大的局限性。
　　 因此，本文首先綜述了容錯調(diào)度策略，探討了容錯調(diào)度策略在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，從多角度介紹了單機失敗和多機失敗的容錯調(diào)度策略研究，以及當(dāng)前研究存在的突出問題。同時，提出了云計算系統(tǒng)模型的通用框架。針對云計算資源管理中提出的容錯要求，分析了當(dāng)前流行的容錯策略和可靠性度量。在這些知識的基礎(chǔ)上，得

3、到本文的研究目標(biāo)，針對研究目標(biāo)，本文提出了基于通信效率和可靠性兩個QoS因素的容錯調(diào)度策略。
　　 云計算系統(tǒng)中基于通信效率驅(qū)動的容錯調(diào)度策略FMCED，首先提出了一個容錯模型和一個通信模型，基于模型得出了通信所需的消息集，同時分析了任務(wù)間關(guān)系的各種情形。針對各種情形，提出了處理機分配和最早開始時間的約束條件。結(jié)合通信效率的定義，提出了系統(tǒng)出現(xiàn)單機失敗的情況下以通信效率為代價的調(diào)度目標(biāo)來動態(tài)調(diào)度相互依賴的、不可搶占的、非周期的實

4、時任務(wù)。之后進(jìn)一步地擴展到多機失敗情形，提出了可靠性模型用于評價系統(tǒng)的容錯性能，給出了系統(tǒng)中任務(wù)的關(guān)鍵性度量使得越重要的任務(wù)能夠優(yōu)先調(diào)度，同時提出了限制條件使得調(diào)度過程中不會影響到任務(wù)后續(xù)的調(diào)度開始時間。因此，基于主動復(fù)制技術(shù)，提出了系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模資源失敗時容錯調(diào)度策略DRFACS，它以可靠性代價為調(diào)度目標(biāo)來動態(tài)調(diào)度相互依賴、不可搶占的、非周期實時任務(wù)，通過有效的容錯調(diào)度來提高系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。
　　 最后，通過仿真實驗從調(diào)度性、