云计算仿真平台cloudsim在资源分配探究中应用

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1、云计算仿真平台CloudSim在资源分配探究中应用　　摘要：针对云计算环境的复杂性和资源分配的不确定性，评价云资源的调度分配策略、应用的工作负载都很难实现，墨尔本大学的学者提出的云计算仿真平台CloudSim，可以实现云计算系统的模拟和实验。对ClouSim的体系结构、开发流程进行了研究，在ClouSim平台下实现了云计算资源分配MinMin算法的仿真，并将仿真结果与RoundRobin算法进行比较。结果表明，MinMin算法的任务最短执行时间和负载平衡性能均优于RoundRobin算法。关键词：云计算；Cloudsim；资源分配；MinMin算法中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号

2、：16727800（2012）011005703________________________________________基金项目：国家自然科学基金资助项目（61071093）；南京工业职业技术学院院级资助项目（YK10-02-07）作者简介：查英华（1969-），女，硕士，南京工业职业技术学院计算机与软件学院高级工程师，研究方向为云计算、虚拟技术；杨静丽（1971-），女，硕士，南京工业职业技术学院计算机与软件学院副教授，研究方向为云计算、算法仿真。0引言9云计算作为下一代数据中心，其目的是将有效的、可扩展的基础设施（InfrastructureasaService，简称IaaS）、

3、应用平台（PlatformasaService，简称PaaS）和应用软件（SoftwareasaService，简称SaaS）作为服务以按需付费的方式提供给用户，实现资源的动态、灵活应用。云计算模式下的应用服务都有复杂的组件、配置和部署条件，当系统配置和用户需求处于动态变化的情况下，评价云资源的调度分配策略、应用的工作负载模式和资源性能模式的性能是很难实现的。为解决此问题，墨尔本大学RajkumarBuyya等学者提出了云仿真平台CloudSim，用以实现云计算系统和应用资源调度的模拟与仿真。1云计算1.1云计算的概念2009年伯克利的M.Armbrust等学者在一份报告中指出：“云计算，计

4、算作为工具的长期战略很有可能改变大多数的IT产业，使得软件成为更具吸引力的服务”。云计算的目的是通过架构下一代数据中心作为虚拟服务的硬件和软件设施，使用户能从世界的任何地方获得和部署应用程序。云计算是由分布式处理（DistributedComputing）、并行处理（ParallelComputing）和网格计算（Grid9Computing）演进发展，并在商业上实现的计算机概念，其本质是数据共享计算模式与服务共享计算模式的结合体，是下一代计算模式的发展方向。1.2云计算的架构云计算体系结构的分层架构如图1所示。图1云计算体系架构其中，实际物理资源和核心中间件共同构成了IaaS和PaaS的基

5、础，而用户层中间件主要提供SaaS功能。CloudApplication层的应用直接面向终端用户，用户既可以通过订阅或付费模式访问云中的业务应用，也可以在该层部署自己的应用。UserLevelMiddleware层包括Web2.0接口的软件架构，帮助开发者创建基于浏览器模式的应用。CoreMiddleware层提供平台级服务，包括消息传递、服务发现和负载均衡。SystemLevel层存在大量的物理资源，该层提供云计算的计算能力，由上层的虚拟化服务进行透明管理。1.3资源分配云计算的资源分配是通过互联网将有效资源分配给有需求的云应用的过程，其实质是将n个相互独立的任务分配到m个异构、有效的资源

6、上，不仅使得任务的总完成时间最小，而且使资源得到充分利用，资源分配的目标就是使用户提交的任务实现最优调度，并提高云计算的资源利用率。2CloudSim工具集2.1CloudSim的体系结构9CloudSim是墨尔本大学网格实验室Girdbus项目推出的云计算仿真平台，用于云计算基础设施和应用服务的建模、仿真和实验。CloudSim的体系结构如图2所示。图2CloudSim体系结构CloudSim仿真层为云计算的虚拟数据中心环境的配置和仿真提供支持，包括虚拟机、内存、容量及带宽的接口，该层用于主机分配到虚拟机的策略研究，并通过扩展核心的虚拟机调度函数实现。CloudSim最上层是用户代码层，该

7、层提供一些基本的实体，如主机、应用、虚拟机，用户数和应用类型，以及代理调度策略等。通过扩展这些实体，云应用开发人员可以在该层开发各种用户需求分布、应用配置、云可用性场景等应用调度技术，并执行CloudSim支持的云配置的Robust测试。通过扩展CloudSim提供的基本功能，研究者能基于特定环境和配置进行测试，完成云计算关键技术的开发研究。2.2CloudSim工作模型在云数据中心，将特定应用的虚拟机分配给