虛擬化數(shù)據(jù)中心動態(tài)性能控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、目前的數(shù)據(jù)中心大多應用虛擬化技術(shù)使多個企業(yè)級應用共享同一個管理平臺，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，而且隨時間不同而改變的應用，虛擬化技術(shù)在滿足它們的應用級服務質(zhì)量（QoS）目標方面做的還遠遠不足。另外，當共享服務器出現(xiàn)過載或者為應用設置不同的資源請求優(yōu)先級的情況時，資源分配將會面臨更多的問題。
　　本文主要介紹一個基于反饋的動態(tài)資源分配系統(tǒng)，這個系統(tǒng)正是針對這類復雜應用，通過

2、實時動態(tài)的調(diào)整分配給每個虛擬機的資源，同時生成分派給每個虛擬服務器的負載以達到應用的服務級性能目標（application-level SLOs）,這是本系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點。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)運行實時調(diào)節(jié)的，第一個部分是一個在線模型估計器，主要是通過系統(tǒng)識別和遞推最小二乘法（RLS）來動態(tài)的建立應用的性能和分配給每個虛擬服務器的資源之間的關(guān)系；第二個部分是一個優(yōu)化器，主要是通過一個二次的誤差函數(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虛擬服務器的一個最優(yōu)資源量以達到我們的性能目標。為了評估該控制系統(tǒng)，我們建立了一個測試平臺，該平臺應用Xen虛擬機監(jiān)控器（VMM）來管理若干個虛擬機，并且使用Apache服務器以及它的負載生成器，使測試環(huán)境盡量貼近實際。通過實驗結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)我們的控制器能夠檢測到虛擬機服務器的資源請求隨時間的變化以及分配給其相應的資源以達到應用的服務質(zhì)量目標。
　　本文的創(chuàng)新部分主要包括以下幾點：
　

4、　1.動態(tài)資源與性能關(guān)系模型：系統(tǒng)在運行過程中動態(tài)建立虛擬機資源與性能之間的關(guān)系模型，通過細粒度的線性關(guān)系模型來估計非線性模型，以使模型精確化。
　　2.動態(tài)資源分配系統(tǒng)：系統(tǒng)利用歷史數(shù)據(jù)來預測出下一時段分配給每個虛擬機的一個最優(yōu)資源，以使其性能達到預設目標。
　　3.集成化虛擬數(shù)據(jù)中心測試平臺：通過該平臺測試得出我們的系統(tǒng)不僅能夠很好的達到預設的應用服務質(zhì)量目標，在穩(wěn)定性和有效性方面都遠遠優(yōu)于Xen本身的靜態(tài)資源分配策略。

5、該平臺集成了Xen虛擬機和Apache服務器等關(guān)鍵技術(shù)，能夠廣泛應用在相關(guān)的虛擬機性能分析和系統(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)識別和建模過程和最優(yōu)控制理論等核心算法做詳細分析介紹；然后提出整個控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)設計及各個主要模塊的功能及實現(xiàn)方法；最后詳細描述和分析該控制系統(tǒng)在真實虛擬數(shù)據(jù)中心平臺測試