云应用负载建模与资源预测方法研究

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1、学校代码：10126学号：21009002分类号：TP391编号：内蒙古大学论文题目云应用负载建模与资源预测方法研究学院：计算机学院专业：计算机应用技术研究方向：云计算姓名：安春燕指导教师：周建涛教授2018年10月25日原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。除论文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得内蒙古大一学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者齡：智备疫齡獅鮮：＂（２ａ．

2、．２Ｊ日期：＾（〇１＾日期：在学期间研究成果使用承诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留，：、使用学位论文的规定即内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印，、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权作者在学期间取得的研宄成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研宄内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公；若开发表。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日

3、期：内蒙古大学博士学位论文云应用负载建模与资源预测方法研究摘要目前，云用户租用云资源时存在极大的浪费，按需使用云资源已经成为业界关注的焦点，普遍采用模拟的负载来预测云资源的需求。当前的负载模型主要针对特定应用或单应用类型，能覆盖的负载变化模式有限；基于负载的资源预测方法的准确性也受限于特定的负载和云资源的类型，无法适应云用户负载的多样性。为此，论文提出了云应用负载抽象层次模型及其实例化方法，解决“模拟现实负载”的问题，在此基础上提出了相应的云资源预测方法，解决“如何按负载使用资源”的问题。主要创新成果如下：(1)提出了一个云应用负载抽象层次模型。该模型由云应用抽象层次模型和负载变化抽

4、象层次模型组成。云应用抽象层次模型用统一的数学方法描述不同类型云应用；负载变化抽象层次模型提取负载变化的本质特征，构建了到达过程通用模型和涵盖用户、应用、服务单元负载变化的层次模型。云应用负载抽象层次模型为生成变化模式多样的多应用混合负载提供了理论基础。(2)提出了云应用负载抽象层次模型的实例化方法和基于负载模型的负载自适应生成算法。实例化方法将云应用负载抽象层次模型实例化为各种类型的负载模型；负载自适应生成算法再根据实例化后的负载模型自适I云应用负载建模与资源预测方法研究应生成对应的负载。实例化方法和负载自适应生成算法提供了基于负载抽象模型生成多应用混合负载的技术路线。(3)提出了基于云

5、应用负载抽象模型的云资源预测方法。该预测方法将基于实例化后的负载模型生成的负载作为输入，多维度地构建了云资源模型，丰富了Profile阶段影响预测算法的因素，给出了不受应用类型、负载变化模式和云资源类型限制的云资源预测算法。实验结果表明，预测方法的准确率平均达到90.5%。基于上述理论成果，设计开发了自适应负载生成和性能监控工具Cloud-WG。该工具支持云用户定义自己的应用和待测的负载变化模式，为其自动生成相应的负载，并实时监控负载在云资源上的执行性能，为云用户使用云资源提供参考。论文从理论和实践为“按需使用云资源”构建了完整的解决方案。关键词：云计算；云应用抽象模型；云应用负载抽象模型

6、；云资源预测；云应用负载生成工具分类号：TP391II内蒙古大学博士学位论文RESEARCHONWORKLOADMODELINGANDRESOURCEPREDICTIONINCLOUDCOMPUTINGABSTRACTRecently,thereisahugewasteofcloudspendwhencloudusersrentpublicclouds.Soutilizingcloudresourcesondemandhasbecomethefocusoftheindustryconcern.Andthesimulatedworkloadsaregenerallyusedtopredict

7、thedemandofcloudresources.Theexistedworkloadmodelswerealwaysforspecificapplicationorasingletypeofapplication,aswellascoveredtheinsufficientdiversityofworkloadvariations.Besides,theaccuracyofresourcepredictionbase