分布式服务系统结合请求调度的接入控制策略与仿真研究

摘要

随着计算机技术以及无线通讯技术的不断发展，互联网已悄然融入到每个人的生活之中，深刻地改变了人们的工作和生活方式。互联网的繁荣一方面满足了人们日益多样化的需求，另一方面也给研究者和技术人员带来了许多问题和挑战。网络应用在为用户带来流畅的服务和出色使用体验的同时，由于其对实时性以及稳定性的苛刻要求给承载服务器带来动辄上万的访问量和巨大的运维压力。在有限的带宽与计算资源条件下，如何提高系统性能，为用户带来高质量的服务和优秀的使用体验已成为具有重要意义的研究课题。
　　分布式服务系统为互联网应用提供支撑以及稳定性保障，它是由高性能可扩展的服务器组成的集群。服务系统的架构随着用户需求的变化和网络技术的发展经历了长期的改进和升级，期间也诞生了许多提高系统资源利用率的技术，这些技术可以充分发挥当前系统的效能，降低系统成本。负载均衡与接入控制就是其中两种非常重要的技术。本文将针对当今主流的服务系统架构，研究如何将请求调度算法与接入控制有机结合，为用户提供灵活稳定的接入以及高质量体验的同时，提高系统资源利用率并降低系统运营成本。这将对分布式服务系统的建设具有一定的指导意义。本文的主要工作包括以下几个方面:
　　1.在充分分析分布式服务系统基本架构与特征的基础上，建立了一种基于部分可观Markov决策过程(Partially Observable Markov Decision Process，POMDP)的接入控制模型，并提出了一种新颖的接入控制方法。该方法在分析负载均衡技术中请求调度算法的基础上，将其与接入控制中的节点选择与分配相结合，并采用基于观测的随机策略，有效地提高了系统的请求调度效率与系统服务的实时性。
　　2.在上述理论研究的基础上，设计仿真实验，验证本文所建模型与所提方法的有效性。在仿真实验中，使用策略梯度优化算法，求解得到模型的最优接入策略。与一些传统的接入策略相比，本方法较好地提升了系统性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状和发展趋势

1．3 本文的主要工作与组织结构

第2章 网络架构与相关技术

2．1 网络架构

2．1．1 CDN架构

2．1．2 对等网络

2．1．3 CDN与P2P技术融合

2．2 服务系统关键技术

2．2．1 负载均衡技术

2．2．2 接入控制技术

2．3 本章小结

第3章 接入控制系统建模

3．1 POMDP模型

3．1．1 POMDP基本元素与随机策略

3．1．2 基于观测的随机策略

3．2 系统架构

3．3 建模依据与系统参数

3．4 结合请求调度的POMDP建模

3．5 策略梯度优化算法

3．5 本章小结

第4章 系统仿真与结果分析

4．1 基于样本轨道的仿真估计

4．2 仿真参数与步骤

4．2．1 离线梯度估计方法

4．2．2 在线梯度估计方法

4．3 实验结果与分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究