基于云模型的网络情境驱动软件动态配置技术研究

摘要

Internet软件的开发和运行无可避免地依赖于所依存的网络环境，要实现Internet软件的自适应性和软件系统的动态演化，需要充分考虑与系统交互的外部网络环境，及时感知网络环境的变化并根据其变化适时的调整软件系统的配置，以提供基于情境感知的软件服务。由于Internet的开放性、动态性，网络参数表现出多变而不确定性，用户对软件应用的服务质量(QoS)需求也呈现出模糊性特征，本文从多参数级和群体级两个粒度开展工作，研究基于云模型的复合网络情境驱动软件动态配置机制，主要处理情境建模中的不确定性和软件动态配置中的“抖动”问题。
　　 首先，提出了基于不确定性云模型的复合网络情境建模和评价方法ANCC(Assessment algorithm for Network Context based on Cloud model)，综合网络延时、流量、带宽和端到端的距离等指标，为避免因资源共享和竞争出现的配置“抖动”，从群体级建立复合网络情境模型，并基于常用的目标评价模型逼近理想点法设计了一种网络评价函数，以建立的网络情境数字特征作为输入，构造评价集和理想目标集，计算网络情境与理想目标集的接近程度，有效地将建立的网络情境映射成具体的网络状况评价。
　　 其次，设计了一种复合网络情境驱动的Internet软件的动态配置框架，综合考虑网络情境、系统响应时间和用户QoS(如视频延时)要求作为输入，以是否满足系统响应时间和视频延时要求为评价标准，运用模糊控制理论建立响应时间推理知识表和视频延时推理知识表，决策合适的配置组合。
　　 最后，以Internet视频服务为应用实例，针对ANCC算法及在其基础上的软件动态配置机制进行仿真实验。实验结果表明，运用云模型能有效地解决动态多变的网络参数的模糊性、随机性问题，以及用户需求的模糊性等不确定性问题；从群体级角度研究群体整体的网络情境和系统配置，可以较好地避免因资源共享和竞争引起的配置“抖动”，运用模糊控制方法能响应系统性能和用户QoS要求，实现合理的系统动态重配置。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义和研究内容

1.2.1 研究意义

1.2.2 研究内容

1.3 论文组织结构

第二章 软件动态配置及情境建模技术概述

2.1 软件系统动态配置

2.1.1 软件系统动态配置概述

2.1.2 软件系统动态配置相关研究现状

2.2 网络情境建模

2.2.1 情境及情境建模概述

2.2.2 网络情境建模工作的研究现状

2.3 云模型的研究现状

2.3.1 云模型概述

2.3.2 云模型的研究和应用现状

2.4 本章小结

第三章 基于云模型的复合网络情境建模和评价方法ANCC

3.1 概述

3.2 ANCC的原理和描述

3.2.1 基本思想和相关定义

3.2.2 网络情境参数的选择

3.2.3 评价方法及算法描述

3.3 仿真实验

3.3.1 单个节点与群体网络情境的分析

3.3.2 增加误差承受度的分析和比较

3.3.3 使用权重的比较

3.3.4 工作比较

3.3.5 在视频服务中的应用效果

3.3.6实验小结

3.4 本章小结

第四章 ANCC驱动的软件动态配置机制

4.1 引言

4.2 软件动态配置的相关工作

4.3 ANCC驱动的动态配置机制原理及描述

4.3.1 软件动态配置框架

4.3.2 配置选择器的设计与实现

4.4 实验及分析

4.4.1 群体配置和单个节点配置的区别

4.4.2 同一时间段时不同的配置得到的响应时间和视频延迟对比

4.4.3 和相关工作的比较

4.4.4 调整系统配置后的视频延时对比

4.5 本章小结

第五章 结束语

5.1 论文工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目

攻读硕士期间发表和录用的学术论文