虛擬化數(shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)性能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前的數(shù)據(jù)中心大多應(yīng)用虛擬化技術(shù)使多個(gè)企業(yè)級應(yīng)用共享同一個(gè)管理平臺(tái)，通過這樣的方法來增加資源和空間的利用率。但是對于那些對資源的需求不僅隨資源不同而改變，而且隨時(shí)間不同而改變的應(yīng)用，虛擬化技術(shù)在滿足它們的應(yīng)用級服務(wù)質(zhì)量（QoS）目標(biāo)方面做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。另外，當(dāng)共享服務(wù)器出現(xiàn)過載或者為應(yīng)用設(shè)置不同的資源請求優(yōu)先級的情況時(shí)，資源分配將會(huì)面臨更多的問題。
　　本文主要介紹一個(gè)基于反饋的動(dòng)態(tài)資源分配系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)正是針對這類復(fù)雜應(yīng)用，通過

2、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)整分配給每個(gè)虛擬機(jī)的資源，同時(shí)生成分派給每個(gè)虛擬服務(wù)器的負(fù)載以達(dá)到應(yīng)用的服務(wù)級性能目標(biāo)（application-level SLOs）,這是本系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)。該控制系統(tǒng)的參數(shù)主要基于該系統(tǒng)的兩大部分隨系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的，第一個(gè)部分是一個(gè)在線模型估計(jì)器，主要是通過系統(tǒng)識(shí)別和遞推最小二乘法（RLS）來動(dòng)態(tài)的建立應(yīng)用的性能和分配給每個(gè)虛擬服務(wù)器的資源之間的關(guān)系；第二個(gè)部分是一個(gè)優(yōu)化器，主要是通過一個(gè)二次的誤差函數(shù)以及第一部分建立

3、的性能和資源之間的關(guān)系模型來決定分配給每個(gè)虛擬服務(wù)器的一個(gè)最優(yōu)資源量以達(dá)到我們的性能目標(biāo)。為了評估該控制系統(tǒng)，我們建立了一個(gè)測試平臺(tái)，該平臺(tái)應(yīng)用Xen虛擬機(jī)監(jiān)控器（VMM）來管理若干個(gè)虛擬機(jī)，并且使用Apache服務(wù)器以及它的負(fù)載生成器，使測試環(huán)境盡量貼近實(shí)際。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)我們的控制器能夠檢測到虛擬機(jī)服務(wù)器的資源請求隨時(shí)間的變化以及分配給其相應(yīng)的資源以達(dá)到應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量目標(biāo)。
　　本文的創(chuàng)新部分主要包括以下幾點(diǎn)：
　

4、　1.動(dòng)態(tài)資源與性能關(guān)系模型：系統(tǒng)在運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)建立虛擬機(jī)資源與性能之間的關(guān)系模型，通過細(xì)粒度的線性關(guān)系模型來估計(jì)非線性模型，以使模型精確化。
　　2.動(dòng)態(tài)資源分配系統(tǒng)：系統(tǒng)利用歷史數(shù)據(jù)來預(yù)測出下一時(shí)段分配給每個(gè)虛擬機(jī)的一個(gè)最優(yōu)資源，以使其性能達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)。
　　3.集成化虛擬數(shù)據(jù)中心測試平臺(tái)：通過該平臺(tái)測試得出我們的系統(tǒng)不僅能夠很好的達(dá)到預(yù)設(shè)的應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量目標(biāo)，在穩(wěn)定性和有效性方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Xen本身的靜態(tài)資源分配策略。

5、該平臺(tái)集成了Xen虛擬機(jī)和Apache服務(wù)器等關(guān)鍵技術(shù)，能夠廣泛應(yīng)用在相關(guān)的虛擬機(jī)性能分析和系統(tǒng)建模過程中。
　　論文的結(jié)構(gòu)如下：首先對基于虛擬化技術(shù)的性能保證及相關(guān)方面的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做簡單介紹；接著對我們系統(tǒng)用到的一些方法和技術(shù)，主要包括：虛擬化技術(shù)、系統(tǒng)識(shí)別和建模過程和最優(yōu)控制理論等核心算法做詳細(xì)分析介紹；然后提出整個(gè)控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)及各個(gè)主要模塊的功能及實(shí)現(xiàn)方法；最后詳細(xì)描述和分析該控制系統(tǒng)在真實(shí)虛擬數(shù)據(jù)中心平臺(tái)測試