云环境下基于能效的虚拟机部署与信任驱动的资源调度策略

摘要

云计算是近年来兴起的一种计算模式，它的主要特点是按需提供服务、按流量计费以及动态伸缩可扩展等。云计算整合了大量分散的软硬件资源，不仅提高资源的利用率，而且使得资源更加易于维护和管理。虽然云计算的前景可观，但也面临诸多问题和挑战，尤其是虚拟机的部署和迁移、负载均衡以及云计算的安全等方面。本文在虚拟化技术的基础上研究了虚拟机的部署和资源调度问题，这对云平台向用户提供服务有着深刻的意义。
　　在以往的虚拟机部署策略中，没有充分的考虑虚拟机对资源的需求，也没全面考虑服务器的负载情况和资源利用率，在大尺寸镜像文件的传输过程中，没有考虑部署的开销以及部署的效率。另外，在资源调度时，忽略了信任机制，如果任务被恶意攻击，将产生严重后果。
　　针对上述的问题，本文进行了深入的研究，所做的工作如下：
　　（1）提出了两种虚拟机部署算法——资源量化的虚拟机部署算法、考虑CPU和内存权重的虚拟机部署算法。前一个算法将服务器和虚拟机的CPU与内存资源量化，并按资源量化值降序排序，然后为虚拟机寻找宿主机；后一个算法分别计算虚拟机和服务器的CPU与内存权重比值，根据该比值大小求出虚拟机和服务器的排序集合，然后依次为虚拟机选择CPU权重最接近的服务器作为宿主机。虚拟机的部署模型有效的降低网络拥塞，提高服务质量，而虚拟机部署算法合理的分配了服务器资源，并很大程度上提高服务器资源的利用率。
　　（2）关于资源调度过程中存在的安全隐患问题，本文采用了信任机制，用直接信任值和推荐信任值求出综合信任值，作为任务对虚拟机的可信程度，并且加入了时间衰减函数对信任值进行约束。最后，提出了一种信任驱动的虚拟机资源调度算法，将任务分配给信任值最高的虚拟机。引入信任机制，能明显提高任务与虚拟机交易的成功率，降低任务被恶意攻击的概率。

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第1章 绪 论

1.1 云计算的概念、特点和分类

1.2 课题来源与研究的目的、意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

1.5 论文的组织与结构

第2章 基于能效的虚拟机动态部署方法与设计

2.1 虚拟机节能调度分析

2.2 虚拟机调度模型

2.3 云环境下虚拟机部署问题的分析

2.4 云环境下虚拟机部署算法设计

2.5 本章小结

第3章 基于信任机制的虚拟机资源调度方法与设计

3.1 信任机制的概念和特点

3.2 信任值的计算方法

3.3 信任驱动的虚拟机资源调度算法设计

3.4 本章小结

第4章 实验设计与分析

4.1 仿真平台介绍

4.2 虚拟机部署的仿真实验及分析

4.3 基于信任机制的虚拟机资源调度仿真实验及分析

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 未来工作

致谢

参考文献

附录 硕士期间的学术成果