考慮任務錯誤及重試的IaaS云計算性能評估與優(yōu)化.pdf

1、考慮任務錯誤及重試的IaaS云計算性能評估與優(yōu)化重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：喻可指導教師：夏云霓教授專業(yè)：計算機科學與技術學科門類：工學重慶大學計算機學院二O一七年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要云計算(CloudComputing)是近年來科研機構(gòu)和商業(yè)機構(gòu)的研究熱點。得益于計算以軟硬件的發(fā)展，大數(shù)據(jù)的發(fā)展和研究或者公司業(yè)務的需求，云計算得到了蓬勃的發(fā)展。云計算的研究的熱點方向之一就是系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化。云計算的服

2、務質(zhì)量(QoSQualityofService)直接影響了用戶的體驗，因此QoS對于實際應用意義重大。云計算服務模式的最底層基礎設施即服務(IaaSInfrastructureasaService)的結(jié)構(gòu)和特性直接影響了整個云計算系統(tǒng)的性能與擴展性，因此在IaaS層研究云計算系統(tǒng)性能具有重要價值。通過排隊論，擬生滅過程等離散隨機過程工具，可以對IaaS云任務處理流程進行建模和分析。分析得到的系統(tǒng)參數(shù)如任務響應延遲，任務拒絕率等可以描述云

3、計算系統(tǒng)性能，為系統(tǒng)的優(yōu)化提供參考。由于虛擬機(VMVirtureMachine)創(chuàng)建過程會因為各種原因失敗，所以需要把任務錯誤納入云計算建模考慮范疇。本文綜合考慮了任務出錯和任務重試對系統(tǒng)性能造成的影響，并通過研究系統(tǒng)隊列容量，虛擬機多路能力(Multipleability)，虛擬機創(chuàng)建速度，任務到達速度等影響云計算系統(tǒng)性能的內(nèi)外部因素，對云計算任務處理流程進行總體分析，更加符合真實的云計算系統(tǒng)的特性。在理論分析過程中，介紹了經(jīng)典的排

4、隊論建模思想，引入了擬生滅過程，利用馬爾科夫性，對任務出錯和任務重傳進行整體分析。通過一定時間內(nèi)任務的到個數(shù)，虛擬機創(chuàng)建的統(tǒng)計時間來估算任務到達速率，虛擬機創(chuàng)建速率，結(jié)合系統(tǒng)的固有特性比如任務隊列容量計算出任務拒絕率和響應延遲的90%置信區(qū)間。比較置信區(qū)間和理論值，證明了理論分析結(jié)果可靠。然后，重點研究了任務到達速度變化，虛擬機創(chuàng)建速度變化，系統(tǒng)隊列容量在不同物理機臺數(shù)情況下對期望響應延遲和期望拒絕率的影響。利用理論數(shù)據(jù)對云計算系統(tǒng)進行

5、參數(shù)變化分析為云計算系統(tǒng)避免違反服務水平協(xié)議(SLAServiceLevelAgreement)設置最佳物理機數(shù)量，最佳隊列容量等系統(tǒng)架構(gòu)提供參考。最后，利用模擬退火算法對一定費用限制下最優(yōu)系統(tǒng)設置提供近似最優(yōu)解，通過實例展示了算法的用途。本文在相關云計算性能分析研究的基礎上，考慮了任務錯誤和任務重試，對云計算任務處理流程進行了整體分析，通過深入研究擬生滅過程的推導過程，并結(jié)合排隊論等隨機過程相關知識，把任務錯誤和重試整合進已有的云性能