汪婷盈 李雪竹

【摘 要】近年來，云計(jì)算及其相關(guān)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，同時(shí)云計(jì)算基礎(chǔ)資源也呈爆發(fā)式的增長。如何合理、高效地利用云計(jì)算及終端設(shè)備的資源并滿足服務(wù)質(zhì)量需求的資源供應(yīng)是云計(jì)算系統(tǒng)中不可避免的、具有實(shí)際意義的熱點(diǎn)問題。本論文結(jié)合資源動(dòng)態(tài)整合，部署和資源預(yù)留三個(gè)方面進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)態(tài)整合；資源部署；預(yù)留機(jī)制

一、引言

云計(jì)算就是一個(gè)虛擬的計(jì)算資源池，根據(jù)客戶需要，系統(tǒng)資源經(jīng)常動(dòng)態(tài)變化，這些都給系統(tǒng)服務(wù)帶來了不穩(wěn)定的因素。由于云計(jì)算數(shù)據(jù)的存儲、處理、分析、決策、任務(wù)的調(diào)度、資源的管理都在云中進(jìn)行，其任務(wù)繁多、數(shù)據(jù)量巨大、用戶需求不一、資源類型各異，又要盡可能提高系統(tǒng)的資源利用率保持高效節(jié)能。因此，如何根據(jù)任務(wù)變化對系統(tǒng)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)整合、部署和預(yù)留是云計(jì)算首先需要解決的問題。

二、系統(tǒng)資源的研究現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)整合、部署的技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前主要研究系統(tǒng)資源在云計(jì)算中的虛擬化方法，分析系統(tǒng)資源在云計(jì)算中動(dòng)態(tài)變化的多粒度特征，開展系統(tǒng)資源的動(dòng)態(tài)整合、部署和預(yù)留機(jī)制的研究。首先，在動(dòng)態(tài)資源管理方面，云計(jì)算服務(wù)提供商通常是以虛擬機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過將物理設(shè)備上的資源分割為規(guī)格不同的若干虛擬機(jī)為用戶提供服務(wù)。其次，虛擬機(jī)的部署相對于其他問題還有待于進(jìn)一步的研究和優(yōu)化。如何減少虛擬機(jī)部署、遷移時(shí)間和合理的部署、遷移虛擬機(jī)是當(dāng)前虛擬機(jī)在云計(jì)算中應(yīng)用的研究重點(diǎn)。[2]再者，隨著越來越多的應(yīng)用部署在云平臺上，必然會(huì)導(dǎo)致多個(gè)用戶爭奪同一資源的情況。資源提前預(yù)留可通過在特定時(shí)間內(nèi)為用戶預(yù)留出需要的資源。然而過多的提前預(yù)留導(dǎo)致系統(tǒng)性能的大幅度降低。為降低資源預(yù)留帶來的負(fù)面影響，當(dāng)前研究如何在云工作流中合理地運(yùn)用資源預(yù)留技術(shù)。[3]在云計(jì)算中首先將開展系統(tǒng)資源的動(dòng)態(tài)整合、部署和預(yù)留機(jī)制的研究，將所有的系統(tǒng)資源抽象為資源池。因此，其可應(yīng)用于云圖書館虛擬機(jī)資源分配與部署；云計(jì)算環(huán)境下，數(shù)字圖書館通常根據(jù)圖書館讀者云閱讀服務(wù)和云資源管理需求，采取租賃云服務(wù)商基礎(chǔ)設(shè)施資源的方式，將虛擬機(jī)部署到云服務(wù)商相應(yīng)的物理設(shè)備上，根據(jù)讀者需求開展相應(yīng)的云資源管理和讀者個(gè)性化閱讀服務(wù)。[4]

三、解決并優(yōu)化云計(jì)算中資源整合、部署和預(yù)留機(jī)制問題

（一）應(yīng)用虛擬化技術(shù)進(jìn)行資源整合

在云計(jì)算中，需要采用資源虛擬化的方法，應(yīng)用虛擬化技術(shù)使不同信息資源進(jìn)行整合和，將硬件資源、軟件資源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行抽象，使得資源的差異性、異構(gòu)性和兼容性對上層應(yīng)用透明，從而允許云對底層千差萬別的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，使得用戶得到高效和透明的服務(wù)。對同一安全區(qū)域內(nèi)的服務(wù)器根據(jù)虛擬化整合原則進(jìn)行資源整合，將利用率較低的服務(wù)器整合到一臺虛擬主機(jī)上，運(yùn)行在虛

擬主機(jī)上的多臺虛擬機(jī)共享一臺服務(wù)器的物理資源，使服務(wù)器資源的利用率最大化。服務(wù)器資源整合模型如圖1所示。[5]

（二）云計(jì)算服務(wù)部署優(yōu)化

針對云計(jì)算資源有限等約束條件，為了克服傳統(tǒng)方法存在的不足，提出了一種改進(jìn)粒子群算法的云計(jì)算服務(wù)部署優(yōu)化方法.該方法首先抽象出云計(jì)算服務(wù)部署優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型，然后采用改進(jìn)粒子群算法對云計(jì)算服務(wù)部署優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，找到最優(yōu)的云計(jì)算服務(wù)部署方案測試結(jié)果表明，增強(qiáng)了云計(jì)算服務(wù)部署的效率。[6]如圖2所示。

（三）采用網(wǎng)格資源預(yù)留體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)格資源預(yù)留體系結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格環(huán)境下其它資源預(yù)留體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，也為云環(huán)境下資源預(yù)留體系結(jié)構(gòu)研究提供了價(jià)值，其體系結(jié)構(gòu)如圖3所示：具體過程為：（1）一個(gè)由多個(gè)任務(wù)組成的應(yīng)用經(jīng)過任務(wù)解析后，可以分解為多個(gè)任務(wù)并把每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行信息發(fā)送給協(xié)同預(yù)留模塊。（2）協(xié)同預(yù)留模塊在接收到提前預(yù)留請求信息后，向信息服務(wù)器發(fā)送查詢請求并返回滿足需求的資源集。（3）協(xié)同預(yù)留模塊向查詢到的所有網(wǎng)格資源分配管理器提交提前預(yù)留請求。（4）查詢時(shí)間槽占用情況并依據(jù)一定的資源預(yù)留調(diào)度策略來對該提前預(yù)留請求進(jìn)行接納控制判斷，并將預(yù)留結(jié)果反饋給協(xié)同預(yù)留模塊。（5）若能夠接受該應(yīng)用中包含的所有提前預(yù)留請求，則稱此應(yīng)用選取的資源集預(yù)訂成功。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)留任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間時(shí)，協(xié)同分配模塊依據(jù)預(yù)留句柄為該預(yù)留任務(wù)分配資源，并向應(yīng)用返回對象句柄。（6）若該應(yīng)用選取的資源集預(yù)訂失敗，則在不包含預(yù)留失敗資源在內(nèi)的資源中重新選取資源集，重復(fù)步驟。（7）若始終無法成功預(yù)訂該應(yīng)用所需的資源集，則用戶可以選擇嘗試降低該應(yīng)用的要求。云工作流的資源預(yù)留過程建模。[7]

四、總結(jié)

本文首先對云計(jì)算進(jìn)行了相關(guān)介紹，從云計(jì)算的資源動(dòng)態(tài)整合、部署和預(yù)留機(jī)制三個(gè)方面進(jìn)行了描述，還介紹了云計(jì)算中的虛擬化技術(shù)，并對現(xiàn)有的虛擬機(jī)資源的分配和云計(jì)算服務(wù)部署優(yōu)化進(jìn)行了綜述以及分析了資源預(yù)留的概念并詳細(xì)描述了網(wǎng)格環(huán)境下的資源預(yù)留體系結(jié)構(gòu)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李冰.云計(jì)算環(huán)境下動(dòng)態(tài)資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2012.5.20.

[2]張笑燕，王敏訥，杜曉峰.云計(jì)算虛擬機(jī)部署方案的研究[J].通信學(xué)報(bào)，第36卷第3期2015.3.

[3]高曉晨.面向云工作流的資源預(yù)留策略研究[D].北京：北京理工大學(xué)，2015.1.