云環(huán)境下基于LQNM的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)模型.pdf

1、云計(jì)算作為一種商業(yè)計(jì)算模型和服務(wù)模式，其核心概念是不再依賴(lài)本地計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行操作，而是將各種計(jì)算任務(wù)分散在由大量計(jì)算資源組成的資源池中，進(jìn)而使用戶(hù)可以按需申請(qǐng)計(jì)算資源。隨著云計(jì)算的普遍使用，基于云計(jì)算的各種虛擬化資源的分配與管理以及作為虛擬化應(yīng)用被部署在虛擬機(jī)上的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。它們性能的好壞直接影響到云提供商和云用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益。怎樣對(duì)虛擬化資源進(jìn)行管理和分配才能達(dá)到資源的有效利用，以及如何配置云環(huán)境下部署在虛擬機(jī)上的

2、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的參數(shù)使得其性能最優(yōu)就成為一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。
　　評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)性能好壞的關(guān)鍵技術(shù)之一是為其建立性能模型。目前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)的方法有測(cè)量和模型兩種方法。兩者相比，模型方法相對(duì)比較方便，工作量少，成本低，故本文選擇采用模型方法來(lái)進(jìn)行建模。模型方法又有模擬方法和分析方法兩種，分析方法比較模擬方法而言具有快速、簡(jiǎn)單、較低成本等優(yōu)點(diǎn)。目前分析方法中較常用的有排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)(QNM: Queuing network modeli

3、ng)和分層排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)(LQNM:layered queuing network modeling)兩種。由于QNM只能對(duì)簡(jiǎn)單的硬件資源進(jìn)行建模，不能很好的描述資源之間的層次關(guān)系，所以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展出了LQNM，它可以對(duì)軟硬件資源同時(shí)進(jìn)行建模，分析具有嵌套調(diào)用的任務(wù)之間的關(guān)系從而對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出系統(tǒng)的性能瓶頸。
　　針對(duì)以上的介紹，本文提出了針對(duì)云計(jì)算中的虛擬化層和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相結(jié)合建立性能模型的思想。通過(guò)對(duì)云計(jì)算環(huán)

4、境下虛擬化層和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、工作原理以及體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立了云環(huán)境下數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的LQNM，該模型是在3個(gè)結(jié)點(diǎn)的情況下建立的，共有5個(gè)軟件任務(wù)（客戶(hù)端、用戶(hù)交互接口、系統(tǒng)管理、查詢(xún)處理進(jìn)程、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)程）和5個(gè)硬件任務(wù)（THINK、CPU1、CPU2、DISK1、DISK2）組成。
　　QNM按其客戶(hù)端個(gè)數(shù)和負(fù)載類(lèi)型可分為封閉型和開(kāi)放型以及單負(fù)載和多負(fù)載，采用平均值分析算法(MVA: Mean Value Analysi

5、s)對(duì)它們進(jìn)行求解是行之有效的方法。但是對(duì)于LQNM來(lái)說(shuō)，由于其沒(méi)有乘積形式的解，故不能直接使用MVA來(lái)對(duì)其進(jìn)行求解。對(duì)于模型的求解方法目前用的較普遍的是隨機(jī)交會(huì)網(wǎng)絡(luò)(SRN: Stochastic Rendezvous Networks)和分層的方法(MOL: The Method of Layers)，本文選用MOL的方法來(lái)求解所建立的模型。根據(jù)MOL劃分方法將所建立的模型分為軟件爭(zhēng)用子模型和硬件爭(zhēng)用子模型，并對(duì)各輸入輸出參數(shù)進(jìn)行描

6、述，通過(guò)一些直接或間接的方法獲取參數(shù)值帶入到MOL算法和和MVA算法中進(jìn)行模型預(yù)測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間值的求解。
　　文章的最后對(duì)模型的有效性、精確性和通用性進(jìn)行了驗(yàn)證。將求出的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的實(shí)際系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間值進(jìn)行比較，二者之間的誤差在允許的誤差范圍內(nèi)，證明所建立的模型是有效的。同時(shí)將QNM和LQNM所得出的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值進(jìn)行比較可以看出，LQNM模型的預(yù)測(cè)值比較接近測(cè)量值，相對(duì)更精確。由于本文所建的模型是在3個(gè)結(jié)點(diǎn)的情況下建立的，