面向多租約SaaS應用的負載均衡方法研究.pdf

1、隨著服務計算和云計算研究的深入和相關技術的日益成熟，軟件即服務(SaaS)作為一種新興的服務交付模式得到了越來越廣泛的應用。SaaS模式以服務的方式交付軟件功能，通過多租約模型以按需服務方式為不同需求的用戶提供個性化服務。多租約SaaS應用往往面向大量用戶提供服務。因此，在用戶集中的情況下，如何通過負載均衡方法平衡服務器負載并保證SaaS應用的運行效率已經(jīng)成為確保多租約SaaS應用可伸縮性和服務質量的熱點問題。
　　目前，負載均衡

2、的策略、算法和機制在分布式系統(tǒng)和Web應用等領域得到了廣泛深入的研究。當前的負載均衡相關研究工作普遍采用了單一的服務器負載模型和單一目標的負載分配方法實現(xiàn)負載均衡方法。然而，多租約SaaS應用以按需服務方式通過各個租約以不同服務質量提供不同功能的服務?，F(xiàn)有負載均衡方法沒有考慮到多租約SaaS應用按需服務的需求，無法有效保證各租約按有差別的服務質量提供服務，也未能根據(jù)不同功能執(zhí)行請求對系統(tǒng)資源的不同需求優(yōu)化負載分配，因此，無法有效支持多租

3、約SaaS應用可伸縮性和高效運行的需求。
　　為此，以滿足按需服務的多租約SaaS應用可伸縮性和高效運行需求為目標，本文提出了一種面向多租約SaaS應用的負載均衡方法。以對多租約SaaS應用用戶個性化需求的分析為基礎，提出了支持按需服務的系統(tǒng)資源配置方法，并圍繞著面向多租約SaaS應用的負載均衡方法所涉及的服務器負載建模方法、無狀態(tài)SaaS應用執(zhí)行請求分配方法、有狀態(tài)SaaS應用數(shù)據(jù)分配方法和執(zhí)行請求分配方法等關鍵問題進行了深入研

4、究。
　　(1)以多租約SaaS應用按需服務的特點及其對負載均衡方法的要求為基礎，提出了面向多租約SaaS應用負載均衡體系結構，針對負載均衡方法的研究目標，提出了負載均衡框架和基礎結構，闡述了負載均衡的實現(xiàn)基礎，對多租約SaaS應用用戶個性化需求模型、分布式數(shù)據(jù)存儲模式和單實例支持多租約的SaaS應用架構進行了研究。
　　(2)針對多租約SaaS應用通過不同租約以不等服務質量提供服務的要求，研究了系統(tǒng)資源配置問題，提出了支持

5、按需服務的系統(tǒng)資源配置方法。在分析了系統(tǒng)資源配置目標的基礎上，建立了問題的數(shù)學描述模型，提出了基于啟發(fā)式算法和基于遺傳算法的問題求解方法。通過實驗將所提出的算法與對比算法從算法求解質量和求解時間兩方面進行了對比，分析了所提出的兩種算法在不同應用環(huán)境中的選擇策略。
　　(3)針對無狀態(tài)多租約SaaS應用的負載均衡問題，在租約用戶需求分析的基礎上，對租約按用戶功能需求進行了分類，通過測試實驗的數(shù)據(jù)對負載指標的選取和權重構成進行了分析，

6、建立了面向租約功能類型的服務器負載模型。在系統(tǒng)資源配置方案和服務器負載模型的基礎上，提出了基于租約用戶需求的負載均衡方法，研究了基于租約用戶限制的執(zhí)行請求分配算法。通過對實驗結果的分析得出，所提出的基于租約用戶需求的負載均衡方法在保證了各租約按承諾服務質量提供服務的同時提高了多租約SaaS應用的執(zhí)行效率。
　　(4)針對有狀態(tài)多租約SaaS應用的負載均衡問題，提出了業(yè)務事務的定義，基于租約數(shù)據(jù)操作代價研究了數(shù)據(jù)最優(yōu)分配方法，基于業(yè)

7、務事務的數(shù)據(jù)操作代價建立了服務器負載調整模型，提出了面向租約業(yè)務事務的負載均衡機制，研究了基于業(yè)務事務數(shù)據(jù)操作代價的執(zhí)行請求整體最優(yōu)分配方法。實驗結果表明所提出的面向租約業(yè)務事務的負載均衡機制提高了有狀態(tài)SaaS應用的執(zhí)行效率。
　　(5)在對面向多租約SaaS應用負載均衡方法關鍵技術研究的基礎上，設計并實現(xiàn)了多租約SaaS應用的負載均衡原型系統(tǒng)。負載均衡原型系統(tǒng)需要在多租約SaaS應用執(zhí)行環(huán)境中實現(xiàn)，為此，提出了多租約SaaS應