云计算环境下基于qos驱动的资源分配方法研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文与网格计算相比，云计算之所以能够得到成功的商业应用，还依赖于技术上的进步，特别是虚拟化技术的发展。云计算通过虚拟化来屏蔽底层资源的异构性，实现资源的统一调度和管理。虚拟化不但是云计算的基础而且还是云计算的关键技术，云计算必须通过虚拟化技术才能实现资源的动态切割和弹性分[6]配。云计算还通过系统虚拟化技术使用虚拟机管理软件，可以在一台物理服务器上运行多台虚拟机实例来实现资源共享，而且这些虚拟机之间可以像真实的[7]物理机一样运行。并且为了保证虚拟机运行的稳定和安全，虚拟机在

2、资源占用方面也是相互隔离的。系统虚拟化技术使得当前一台物理服务器就可以代替从前的多个服务器，这不仅仅提高了服务器的利用率还降低了硬件购入的成本，提高了系统的灵活性。由于云计算系统成熟的虚拟化技术，使得云计算环境下的资源分配问题实际上就成为了虚拟机资源分配问题，其关注重点就是如何将有效的虚拟机资源结点合理的分配给用户的应用任务。当前云计算技术已经在诸如天气预报、气象预测、生物学和医学应用以及社会智能应用等众多领域中都有了成功的应用案例。很多产业和个人都已经从云计算中获益，包括服务器供应商、软件开发

3、商、云终端供应商、云供应商以及各类云服务用户等。与此同时，云计算环境下的资源分配问题也作为云计算的研究热点，受到了越来越多的关注。1.1.2研究意义由于云计算有着超大规模的服务器集合和大量的用户群体，所以其要处理的数据量和任务量是十分巨大的，云计算几乎每时每刻都有海量的数据和任务需要处理。加上云计算用户需求各不相同，资源分布广泛且具有动态性，这一系列的挑战都在影响着云计算中资源利用的高效性，阻碍了云计算的发展。所以如何有效的分配云计算中的虚拟机资源给用户的应用任务使用成为了云计算[8]中应用研究

4、的重点。云计算环境下的虚拟机资源分配问题就是，怎样把云计算数据中心的所有虚拟共享资源有效的按照用户的需求进行动态分配和管理，并尽量提高资源的[9]利用率使得云计算可以得到广泛的应用。一个优秀的资源分配方案不仅可以充分满足用户的不同服务质量需求而且还可以提高云计算数据中心资源的利用率、更好的共享资源和降低运营支出。而合理的资源分配优化算法又是云计算资源分配整个过程中的关键所在，一个良好的资源分配算法可以提升整个云计算系统的综合性能；相反不合理的资源分配算法，不但会造成资源浪费，还会2万方数据武汉理

5、工大学硕士学位论文损害用户和云服务提供商的利益，最终会对云计算的服务质量产生巨大的影响，[10]影响云计算的长远发展。云计算是由网格计算发展而来的，所以其资源分配问题也借鉴了网格计算的资源分配技术。虽然两者在资源分配问题上存在很多相同之处，但同时也存在很大的差异。网格计算环境下资源分配研究的目标比较简单，其主要目标是将任务按照调度顺序约束和一定的性能指标，根据已设定的资源分配策略将应[11]用任务映射到不同的有效结点上，以最优跨度为目标并最大化系统的性能。然而云计算作为一种商业模式，其资源分配问

6、题跟网格计算的资源分配问题相比有自己的约束条件和调度目标。除了任务执行的最优跨度，另外还需要满足用户QoS（QualityofService，服务质量）需求，尽量最小化任务执行成本以及[12]尽量达到负载均衡提高系统的资源利用率等等要求。这其中满足用户服务质量需求就是云计算作为商业计算模型相对于网格计算最大的不同。服务质量代表的是用户对应用任务完成情况以及对云计算提供服务的满意程度，是评价云计算服务最重要的因素。如果不能保证用户服务质量的话，就会导致用户对云计算技术的失望，进而会影响云计算技术的

7、可持续发展。只有有效地满足用户的QoS需求，才能提高用户对云计算的满意度并保证云计算的长久发展。因此在云计算环境下，资源分配策略通常要综合考虑用户的QoS需求和虚拟机资源结点的性能特点，最小化成本支出，对虚拟机资源进行合理的分配。虽然当前已经有许多新的思想和方法被应用到解决云计算资源分配问题上来，但是多数资源分配方法并没有充分考虑到云计算面向服务的特点，而且所用的一些传统虚拟机资源分配算法也还需要进一步研究以充分发挥求解优势。因此针对云计算资源分配问题，还需要进一步研究传统的资源分配算法，以满足

8、用户不同的服务质量需求和执行成本最小化的要求。能够使任务和虚拟机资源得到合理映射的资源分配方法，对于保障用户服务质量和提升云服务提供商的市场竞争力有着重要的理论和应用研究意义。1.2国内外研究现状1.2.1云计算的发展现状云计算作为一种创新的商业模型一经提出就迅速得到了产业界和学术界的极大关注，这主要是由于云计算良好的技术基础以及规模效应所带来的成本优3万方数据武汉理工大学硕士学位论文势，能够满足当前人们对海量存储空间和计算能力的需求。许多IT巨头公司都致力于云计算的开发和应用，Google、亚