云计算环境下基于预测的负载均衡技术研究与实现

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1、分类号TP393.0密级公开UDC004.7编号10299z1308038专业硕士学位论文云计算环境下基于预测的负载均衡技术研究与实现ResearchandImplementationofLoadBalancingbasedonPredictingunderCloudComputingEnvironment指导教师李星毅副教授作者姓名余钦水申请学位级别工程硕士专业名称计算机技术论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年6月学位授予单位和日期江苏大学年月答辩委员会主席评阅人学位论文版权使用授权书江苏大学、中国

2、科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月

3、日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日江苏大学硕士学位论文摘要近些年来，云计算技术在产业界取得了越来越广泛的应用，大量的企业将其网站系统迁移至云平台。伴随着这一过程，用户对云

4、平台的信心快速增长，托管在云平台上的网站规模也在迅速扩大。云计算技术对计算、存储以及网络等硬件资源进行统一管理构成一个资源池，达到为用户按需提供计算资源的目的。但是目前的技术条件下，用户所能获取的单一实例的规模不能超出单台物理服务器的规格。为了解决这一问题，目前主流云平台都引入了负载均衡技术。传统上，负载均衡技术主要应用于计算集群，当前常见的负载均衡算法也一般针对计算集群设计。因此，如何改进负载均衡技术，使其能充分利用云平台的特性，提高资源利用率，是一个值得研究的课题。本文在分析了当前云计算以及负载均衡技术的理论

5、原理后，依据用户部署在云平台上应用特征，提出了一种基于负载预测的负载均衡调度算法。本算法考虑了部署在云平台上应用主要为web应用这一事实，通过真实数据分析了web站点的用户访问特征，比较了多种预测算法后，选择BP神经网络作为本文负载均衡算法的预测模型。算法的调度部分考虑云平台用户能便捷地申请及释放资源这一特性，依据负载预测结果，对用户所拥有的资源规模进行动态调整，提高资源利用率。OpenStack是当前市场占有率最高的开源云平台，因此本文选择OpenStack实现前述负载均衡算法。本文分析了OpenStack的组

6、成以及架构，利用其现有的负载均衡组件，使用python、shell两种编程语言配合cron、curl等开源软件对本文所提出算法进行实现。最后，本文搭建了整套OpenStack云平台，在此之上部署了上述负载均衡器，并使用真实网站负载数据进行了仿真实验。实验结果表明：使用本文负载均衡算法后，能够明显减少用户闲置计算资源。关键词：云计算，负载均衡，OpenStack，负载预测，BP神经网络I云计算环境下基于预测的负载均衡技术研究与实现ABSTRACTInrecentyears,cloudcomputingtechnol

7、ogyhasmadewidelyusedintheindustry,lotsofcompaniesmigratetheirsitesystemplatformtocloud.Alongwiththisprocess,theuserconfidenceisfast-growingoncloudplatform,thescaleofcloudhostingsitesisexpandingrapidly.Cloudcomputingtechnologymakecomputing,storageandnetworking

8、hardwareresourcesasaresourcepool,provideuserson-demandcomputingresources.However,undercurrenttechnicalconditions,thesizeofasingleinstanceofauserwhocangetcannotbiggerthanasinglephysicalser