自適應(yīng)調(diào)整QoS的數(shù)據(jù)流卸載框架及其關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、電信數(shù)據(jù)管理、傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)控等應(yīng)用中，數(shù)據(jù)采取的是多維的、連續(xù)的、快速的、隨時(shí)間變化的流式數(shù)據(jù)的形式，對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)也是多次和連續(xù)的，并要求即時(shí)的響應(yīng)。研究表明傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)難于適應(yīng)這種流式應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理需求，因此如何有效地開(kāi)發(fā)一種新型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)滿足這種新的數(shù)據(jù)處理要求已成為目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)課題。由于數(shù)據(jù)流的突發(fā)、潛在無(wú)限等特性和存在CPU處理能力、內(nèi)存容量等資源瓶頸，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)超載的情況，這使保證系統(tǒng)

2、的服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生困難，設(shè)計(jì)有效的卸載技術(shù)顯得尤為重要，但是數(shù)據(jù)流速的動(dòng)態(tài)變化性、數(shù)據(jù)處理時(shí)間的難以預(yù)測(cè)性等使設(shè)計(jì)合理高效的卸載控制策略成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。 數(shù)據(jù)流管理系統(tǒng)中的查詢處理需要滿足各種服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求，其中延遲是用戶非常關(guān)注的QoS參數(shù)。本文提出了數(shù)據(jù)流管理的服務(wù)質(zhì)量自適應(yīng)框架，它綜合考慮了CPU和內(nèi)存的限制，能適應(yīng)多種策略。一方面它能保證CPU負(fù)載的平穩(wěn)和CPU處理能力被充分利用。另一方面內(nèi)存緩沖區(qū)卸載控制器管理內(nèi)存負(fù)

3、載，超載時(shí)進(jìn)行卸載處理，清洗器清洗不滿足QoS要求的數(shù)據(jù)，調(diào)度器優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳送順序，以保證系統(tǒng)有更高的效率和在動(dòng)態(tài)環(huán)境中具有良好自適應(yīng)性。 本文實(shí)現(xiàn)了QoS自適應(yīng)框架，討論了FIFO，EDF，RED'等多種策略，并設(shè)計(jì)了基于控制理論的控制算法。其中運(yùn)用了系統(tǒng)辨識(shí)的方法建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，討論了PID控制的參數(shù)整定，還涉及了網(wǎng)絡(luò)突發(fā)數(shù)據(jù)的模擬算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該框架具有穩(wěn)定性好、健壯性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在錯(cuò)失率相同的情況下，卸載率、系統(tǒng)資