基于貝葉斯模型的云服務(wù)QoS預(yù)測和保障研究.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)是通過動(dòng)態(tài)的Internet網(wǎng)來提供服務(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變化是相對穩(wěn)定和有規(guī)律的。通過對云服務(wù)的QoS進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測，分配一個(gè)未來一段時(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)，對保障云服務(wù)的QoS具有重要的意義。
　　針對上述問題，研究人員提出了很多基于預(yù)測的云服務(wù)QoS保障方案。其中很多方案采用預(yù)測方法預(yù)測云服務(wù)的QoS狀態(tài)，繼而根據(jù)預(yù)測結(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)測方法的準(zhǔn)確性雖然較高，但是卻因?yàn)轭A(yù)測所需歷史數(shù)據(jù)量大，預(yù)測開銷大等原因，導(dǎo)致無法對云服務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測，

3、更不能對云服務(wù)的整個(gè)過程進(jìn)行很好的預(yù)測。針對以上方案的不足，本文引入改進(jìn)狀態(tài)誤差方差的貝葉斯常均值模型對云服務(wù)的QoS進(jìn)行預(yù)測，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)測的準(zhǔn)確性。同時(shí)提出基于預(yù)測方法的云服務(wù)QoS保障框架，框架根據(jù)QoS預(yù)測結(jié)果進(jìn)行云服務(wù)的分配和感知可能的QoS違規(guī)，對感知到的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)測云服務(wù)的QoS和感知QoS違規(guī)，對QoS違規(guī)采取針對性措施，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)測的時(shí)間序列預(yù)測方法。詳細(xì)介紹了各個(gè)預(yù)測方法的原理、推理、證明過程和計(jì)算步驟，以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　?。?）針對現(xiàn)有的云服務(wù)QoS時(shí)間序列預(yù)測方法的不足，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)測方法，詳細(xì)介紹該方法的改進(jìn)之處及預(yù)測優(yōu)勢。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)測對象，對比了幾種時(shí)間序列預(yù)測方法的在云服務(wù)QoS預(yù)測方面的準(zhǔn)確性和擬合效果。
　?。?）針對現(xiàn)有的云服務(wù)QoS框架的不足，給出了基于預(yù)測方法的云服務(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)測方法相結(jié)合，對比了幾種方案的QoS保障效果。實(shí)驗(yàn)證明了基于改進(jìn)的貝葉斯