基于OpenStack的工業(yè)云平臺(tái)研究與構(gòu)建.pdf

1、隨著現(xiàn)代信息化的發(fā)展，信息技術(shù)促使各個(gè)行業(yè)快速發(fā)展，對(duì)于計(jì)算服務(wù)的需求也逐步的增加。與此同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，使得工業(yè)信息化對(duì)于計(jì)算服務(wù)的需求也在日益提高，構(gòu)建“工業(yè)云平臺(tái)”成為企業(yè)進(jìn)一步向智能化發(fā)展的必然過(guò)程。雖然云計(jì)算技術(shù)已應(yīng)用于許多大型的計(jì)算中心，但由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備性能、安全可靠的要求與普通的云平臺(tái)不同，因此如何構(gòu)建安全可靠、能耗較低并且高可用性的工業(yè)云平臺(tái)，仍然是當(dāng)前許多學(xué)者研究的熱門問(wèn)題。為此，

2、本課題針對(duì)工業(yè)云平臺(tái)的構(gòu)建做了以下研究:
　　(1)針對(duì)服務(wù)器負(fù)載性能預(yù)測(cè)問(wèn)題，本課題提出了基于時(shí)間序列的服務(wù)器負(fù)載預(yù)測(cè)算法。為實(shí)現(xiàn)服務(wù)器負(fù)載性能監(jiān)控，本課題基于OpenStack作為開(kāi)源云計(jì)算平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了資源監(jiān)控子模塊，使資源調(diào)度模塊最終實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行;同時(shí)使用滑動(dòng)自回歸平均模型完成服務(wù)器負(fù)載各項(xiàng)指標(biāo)的預(yù)測(cè)，最后采用服務(wù)器仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本課題提出方法的有效性，為后續(xù)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移提供基礎(chǔ)。
　　(2)針對(duì)虛擬機(jī)

3、調(diào)度策略，本課題提出了基于能耗的動(dòng)態(tài)調(diào)度策略方案。根據(jù)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移的優(yōu)化目標(biāo)，提出基于余弦相似度的動(dòng)態(tài)調(diào)度策略方案，通過(guò)余弦相似度建立以服務(wù)器負(fù)載為衡量指標(biāo)以及相應(yīng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度方案的知識(shí)庫(kù);同時(shí)使用OpenStack框架，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)模塊，采用服務(wù)器仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本課題提出的基于能耗的動(dòng)態(tài)調(diào)度策略的有效性。
　　(3)針對(duì)平臺(tái)部署問(wèn)題，本課題設(shè)計(jì)了高可用性的云平臺(tái)架構(gòu)，并在該測(cè)試平臺(tái)上實(shí)際部署了研究中開(kāi)發(fā)的資源調(diào)度模塊;同時(shí)為

4、消除單點(diǎn)故障，在系統(tǒng)中對(duì)整體服務(wù)、MYSQL服務(wù)以及消息隊(duì)列服務(wù)進(jìn)行冗余架構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高可用性云平臺(tái)部署，最后通過(guò)真實(shí)部署環(huán)境，驗(yàn)證了云平臺(tái)的可用性。
　　本文的研究結(jié)果表明，基于OpenStack構(gòu)建的工業(yè)云平臺(tái)，通過(guò)基于時(shí)間序列的服務(wù)器負(fù)載預(yù)測(cè)算法實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移，能合理調(diào)度服務(wù)器資源;通過(guò)基于能耗及余弦相似度計(jì)算構(gòu)建的動(dòng)態(tài)調(diào)度策略，能有效降低設(shè)備能耗;通過(guò)高可用性設(shè)計(jì)的云平臺(tái)部署驗(yàn)證可用性，為工業(yè)云平臺(tái)構(gòu)建提供了新的思路