云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化

《云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３４卷第１２期计算机学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１２２０１１年１２月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳＤｅｃ．２０１１云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化李强１），２），３）郝沁汾３）肖利民２），３）李舟军３）１）（湖南师范大学数学与计算机科学学院高性能计算与随机信息处理省部共建教育部重点实验室长沙４１００８１）２）（北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室北京１００１９１）３）（北京航空航天大学计算机学院北京１００１９１）摘要云计算的一个关键需求是其基础设施中大规模虚拟机的放置问题．虚拟机和物理结点之间的映射

2、决定了如何将云计算中虚拟化资源分配给多个Ｗｅｂ应用，对云计算系统的性能、能耗和ＱｏＳ保证有重要影响．文中提出了云计算中虚拟机放置的自适应管理框架，提出了带应用服务级目标约束的虚拟机放置多目标优化遗传算法，用于制定框架中的虚拟机放置策略．算法基于长期负载性能模型，采用组方式和三空间分割方法分别对染色体进行编码和译码，根据不同染色体长度的变化设计交叉和变异遗传算子．算法对解空间内的多个区域同时搜索，具有群体和自我进化的优势，优化一次就能获得对不同目标的权值运算多次才能得到的最优解．实验结果表明，与传统的启发式和单目标优化算法相比，提出

3、的框架及算法使得多个应用的服务级目标的违背率最低，且能有效减少虚拟机迁移次数和物理结点的使用数量．关键词云计算；虚拟化；虚拟机放置；自适应资源管理；遗传算法中图法分类号ＴＰ３１２犇犗犐号：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１１．０２２５３犃犱犪狆狋犻狏犲犕犪狀犪犵犲犿犲狀狋犪狀犱犕狌犾狋犻犗犫犼犲犮狋犻狏犲犗狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀犳狅狉犞犻狉狋狌犪犾犕犪犮犺犻狀犲犘犾犪犮犲犿犲狀狋犻狀犆犾狅狌犱犆狅犿狆狌狋犻狀犵ＬＩＱｉａｎｇ１），２），３）ＨＡＯＱｉｎＦｅｎ３）ＸＩＡＯＬｉＭｉｎ２），３）ＬＩＺｈｏｕＪｕｎ３）１）

4、（犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犎犘犆犛犐犘，犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀狅犳犆犺犻狀犪，犆狅犾犾犲犵犲狅犳犕犪狋犺犲犿犪狋犻犮狊犪狀犱犆狅犿狆狌狋犲狉犛犮犻犲狀犮犲，犎狌狀犪狀犖狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犪狀犵狊犺犪４１００８１）２）（犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犛狅犳狋狑犪狉犲犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋，犅犲犻犺犪狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犅犲犻犼犻狀犵１００１９１）３）（犛犮犺狅狅犾狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犅犲犻犺犪狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻

5、狋狔，犅犲犻犼犻狀犵１００１９１）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｃｌｏｕｄｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｒｅｍａｉｎｓｔｏｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｄｄｒｅｓｓｅｄ．ＴｈｅｍａｐｐｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｂｅｔｗｅｅｎｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｓａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｎｏｄｅｓｉｓｔｏｄｅｃｉｄｅｈｏｗｔｏａｌｌｏｃａｔｅｖｉｒｔｕａｌｉｚｅｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｎｔｈｅｃｌｏｕｄｔｏｍａｎｙＷｅｂａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｕｓｉｔｇｒｅ

6、ａｔｌｙｉｍｐａｃｔｓｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｃｏｓｔａｎｄＱｏＳｇｕａｒａｎｔｅｅｄｓｅｒｖｉｃｅ．Ａｎａｄａｐｔｉｖｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｃｌｏｕｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｙｉｎｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｕｂｊｅｃｔｔｏａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅｌｅ

7、ｖｅｌｏｂｊｅｃｔｓ（ＳＬＯｓ）ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ．Ｉｔｅｎｃｏｄｅｓｔｈｅｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｕｓｉｎｇｔｈｅｇｒｏｕｐｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｃｒｏｓｓｏｖｅｒａｎｄｍｕｔａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｗｈｉｃｈｌｅｎｇｔｈｉｓｖａｒｙｉｎｇ．Ｉｔｄｅｃｏｄｅｓｔｈｅｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｐｌｉｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒ

8、ｅｄｕｃｅｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｕｓｅｄｎｏｄｅｓａｎｄｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｍｉｇｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｖｉｏｌａｔｉｏｎｏｆｍａｎｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳＬＯｓ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈｅｕｒｉｓｔ