SaaS应用中基于SLA的资源分配研究

随着云计算的普及,软件即服务(Software as a Service,SaaS)得到了广泛的关注.SaaS应用中,需要满足客户服务等级协议(Service Level Agreement,SLA)要求、减少SLA服务违例的同时,尽量提高系统资源的利用率,这对资源分配策略提出了挑战.提出了SaaS模式下的基于SLA的资源分配策略:基于对客户请求动态变化的分析,针对"首次租用服务"和"租用服务升级"两种请求类型,提出了一种用户请求与底层资源的映射策略;提出了提高虚拟机重用度的基于SLA的资源效率优化分配算法.实验表明,该资源分配算法可以在有效保证服务质量的同时,提高资源的利用率.     

基于QoS的分级选择策略

讨论了QoS组成要素，提出了一种基于QoS的分级顺序服务策略．该策略是在服务质量保证协议（QoSGP）的基础上，将用户分成不同优先权的三个等级，按优先权从高到低为：VIP用户、IP用户和Common用户，不同等级的用户采用不同的服务质量计算方法，等级内则采用顺序或随机顺序的服务策略．从实验结果可知，该策略满足了不同层次用户的请求服务质量要求，最大限度地让各用户满意，并提高系统的整体服务质量．     

面向多请求的并行体绘制算法

为了提高并行体绘制算法在处理连续多个绘制请求时计算资源的利用率,提出了一种面向多请求的并行体绘制算法.该算法从两个层次并行处理多绘制请求,首先是不同请求之间的并行计算,其次是对单个请求的并行绘制.根据请求和节点的数目,提出了一种合理的任务分配策略,不仅及时响应用户请求,而且降低了连续多请求的总绘制时间.为便于负载平衡的实现,采用动态资源调度策略.在清华高性能集群计算机系统上实现了该算法.用32个处理器处理16个请求时,与现有其他算法相比,总绘制时间减少了约9.676 s, 响应延迟只增加了0.378 s.     

可区分服务的反馈式Web应用负载均衡策略

为研究Internet环境下Web应用面向区分服务的性能优化策略,从多个方面提出了动态反馈式负载均衡的改进方案,包括基于K-means算法的预处理、双周期式负载反馈、基于反馈的负载距离计算和引入随机概率的节点选择等,在资源层面上对用户请求和服务节点进行区分并把握它们之间的关联,实现更有针对性的调度.实验分析结果表明,与传统的策略进行对比,改进策略能够降低请求的平均响应时间和请求失效数,在保障负载均衡的服务质量上取得效果.     

基于提前仲裁和请求等待优先的仲裁策略

针对多端口SoC系统仲裁调度中性能与代价之间的矛盾问题,提出了一种将提前仲裁机制和请求等待机制扩展到固定优先级仲裁算法之上的仲裁策略.提前仲裁机制利用数据传输时间段来裁决新的总线访问请求;请求等待机制对发出总线访问请求但未获访问允许的主设备端口设定请求等待时间,当等待时间到达时,端口将获得对总线的优先访问权.理论分析和实例测试表明,该策略可使总线利用率提高10％左右,它不仅能够兼顾各个主设备端口间的优先性和公平性,而且能够以较低的实现代价获取较高的系统性能.     

WCDMA系统呼叫准入控制的研究

本文着重研究了关于两种不同类型服务的接入控制方案。3G网络特有的呼吸效应，以及用户接入请求的多速率性，使得网络服务质量的保证更为困难。在3G网络的规划策略就要考虑为高端客户提供高质量大流量多媒体业务，但是空中频率资源十分有限，提高其利用率，获得尽量低的连接拒绝概率（CBP）和终止概率（CDP）成为设计的目标，多媒体业务的非实时性，使得可以引入新方法进行调整。     

ITV系统中用户请求调度算法研究

从ITV点播的实际需求出发分析了如何采取有效的调度算法来对用户请求、中心的资源进行调度管理,提出并设计了基于动态优先级调整的组处理算法的调度策略,从而有效地提高了系统资源利用率和用户请求相应成功率以及系统响应速度.     

基于多服务等级随机网络系统价控策略分析

引进多服务等级随机网络系统的用户需求量与价格模型,讨论了定价策略问题,同时给出了用户需求量的无偏估计.对于用户呼叫到达时间服从于几何分布的网络系统,制定了静态无激励定价策略.对一般较复杂网络模型制定了动态定价策略,该策略可调整用户需求估计量均值,使网络取到最大收入.由于用户需求量是一随机变量,对系统施加点激励价控策略,激励和引导用户选择对网络整体有利的服务请求.建立的定价策略,可提高网络资源的利用率,控制网络拥塞,较适合于目前网络日益发展的需要.     

ITV系统中用户请求调度算法研究

从ＩＴＶ点播的实际需求出发分析了如何采取有效的调度算法来对用户请求,中心的资源进行了调度管理,提出并设计了基于动态优先级调整的组处理算法的调度策略,从而有效地提高了系统资源利用率和用户请求相应成功率以及系统响应速度。     

网格机制下的一种光网络资源调度策略

针对开放网格服务环境OGSA中光网络资源调度需求问题,使用WSRF规范将光网络资源封装成Web Service资源,使其像其他的服务资源一样可以通过统一的接口来调用。提出了在网格机制下的光资源调度策略和算法,在GridSim的基础上对光网络资源建模并对该算法进行了仿真。仿真结果验证了该策略的有效性,表明该算法能够在全局视图下有效地调度和均衡地分配资源请求,明显地提高了资源利用率。     

Web服务的多层入侵容忍机制

Web服务通过互联网向公众提供各种服务,其存在的漏洞容易受到攻击.攻击会导致许多恶意操作或故障,致使Web服务器无法正常工作或发生安全事件.确保服务器的安全性,以保障系统数据和服务的私密性、完整性及可用性.Web服务的多层入侵容忍机制,结合传统安全技术和容忍技术在服务器前和在服务器结构内部署不同传感器,侦测各请求对服务器的影响.对不同安全级别的请求提供相应的服务,并一定程度上容忍非正常请求的存在.在Web服务系统上提供有效的深度防御,提高Web服务器对入侵、攻击的适应能力,即使发生严重事件也能及时恢复Web服务.不会因存在入侵、故障而停止服务,从而提高Web服务器的生存能力.     

一种基于内容分发请求的Web集群服务器研究

针对Web集群服务器请求内容的分布特点,提出了一种基于关联内容的请求分发(ACARD)算法.该算法首先以缓存大小为限制,采用FP tree方法挖掘用户的Web使用模式,并把它们所对应的文档映射到不同的后端服务器,然后由前端服务器根据请求的内容匹配相应的模式并进行转发.这种文档的自适应分布提高了集群系统的磁盘利用率和缓存命中率.实验表明,基于内核态的请求分发算法的性能远优于基于用户态的算法,而且在内核态下,ACARD相对加权最小连接算法的系统平均吞吐量可提高20 4%.     

A multiserver multiqueue network: modeling and performance analysis

A new category of system model, multiserver multiqueue network (MSMQN), is proposed for distributed systems such as the geographically distributed Web-server clusters. A MSMQN comprises multiple multiserver multiqueue (MSMQ) nodes distributed over the network, and everynode consists of a number of servers that each contains multiple priority queues for waiting customers. An incoming request can be distributed to a waiting queue of any server in any node, according to the routing policy integrated by the node-selection policy at network-level, request-dispatching policy at node-level, and request-scheduling policy at server-level. The model is investigated using stochastic high-level Petri net (SHLPN) modeling and performance analysis techniques. Theperformance metrics concerned includes the delay time of requests in the MSMQ node and the response time perceived by the users. The numerical example shows the efficiency of the performance analysis technique.     

An Efficient Load Balancing Approach for N-Hierarchical Web Server Cluster

Aiming at the load imbalance and poor scalability in single-tier Web server clusters, an efficient load balancing approach is proposed for constructing an N-hierarchical(multi-tier) Web server cluster. In each layer, multiple load balancers are set to receive the user requests simultaneously, and different load balancing algorithms are used to construct the high-scalable Web cluster system. At the same time, an improved load balancing algorithm is proposed, which can dynamically calculate weights according to the utilization of the server resources, and reasonably distribute the loads for each server according to the load status of the servers. The experimental results show that the proposed approach can greatly decrease the load imbalance among the Web servers and reduce the response time of the entire Web cluster system.     

Request Dispatching Algorithms for Web Server Clusters Based on Load Balancing

Ｔｈｅｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄｏｆｓｅｒｖｅｒｓｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｓｅｖｅｒａｌｃｈｅａｐｅｒｍａｃｈｉｎｅｓｉｎａｌｏｃａｌｎｅｔｗｏｒｋａｓａｃｌｕｓｔｅｒ,ａｃｔｉｎｇａｓｏｎｅｐｏｗｅｒｆｕｌｓｅｒｖｅｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［１－３］．Ｉｔｉｓｃｈｅａｐｅｒ,ｍｏｒｅｆｌｅｘｉｂｌｅ,ａｎｄｍｏｒｅｒｅｌｉａｂｌｅ,ｈｅｎｃｅｍａｎｙＷｅｂｓｉｔｅｓｈａｖｅａｌｒｅａｄｙｉｎｓｔａｌｌｅｄＷｅ…     

面向制造业版式工业文档管理的云服务平台架构

【目的】分析面向制造业的版式工业文档管理系统的功能结构,探讨将该管理系统与云计算相结合构建一个按需提供服务的云平台方法。【方法】根据成熟的面向制造业的版式工业文档管理系统功能需求,从中剥离出可以和云计算相结合的功能需求,使其服务化,再根据这些服务,采用成熟的服务器虚拟化技术构建一个符合实际需求的云平台。【结果】文档管理系统功能服务化以后,用户可以根据需要定制其中的一个或多个服务,实现按需提供服务的要求。通过服务器虚拟化技术使得服务可以透明地服务于各个用户。用户无需关心与自身业务无关的设备管理。【结论】构建面向制造业的版式工业文档管理的云平台,能够多方面满足用户需求,降低用户使用成本,提高工作效率。     

DASS：路网上基于交换和合并的用户敏感信息保护方法

近年来,越来越多的移动用户使用基于位置的服务。当用户将查询请求发送给不可信的位置服务器时,由于查询请求中包含用户隐私信息,因而出现了用户隐私泄露问题。现有大部分匿名方法主要针对用户位置和标识符信息的保护,很少有人考虑到用户敏感信息泄露问题。本文主要研究的是基于用户个性化隐私需求,公路网络中敏感信息保护问题。为了防止道路网络中的敏感同质性攻击,提出了一种基于交换和合并的敏感信息保护方法——划分匿名路段集（DASS）,即利用深度优先搜索在图中找出最初路段集,再经过交换、合并操作,寻找满足一定要求的匿名路段集。最后,通过实例分析了算法的可行性。     

超密集网络中基于分簇的资源分配算法

针对超密集网络(ultra-dense network, UDN)中,严重的小区间干扰制约终端用户的数据速率问题,提出一种基于染色分簇的资源分配方案。该方案采用图论中的染色算法对微蜂窝接入点(femtocell access points, FAPs)进行分簇,利用簇内每个微蜂窝用户(femtocell user equipments,FUEs)的待发送数据量、排队等待时延以及受到的干扰强度来构建相应的优先级,计算每个簇的优先级,并设定高优先级的簇可优先获得信道增益良好的子信道;最后由拉格朗日乘子法求解功率分配方案,即利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和注水算法为FUEs分配功率。仿真结果表明,该方案能够有效地减小微蜂窝接入点之间的相互干扰,极大地满足用户的服务需求,同时提升了系统吞吐量和频谱效率。并且基于最大功率和最低速率的公平性准则能够动态地调整子信道功率,进一步提升了FUEs间的公平性。     

基于电力物联网的边缘计算任务卸载优化

为了解决传统卸载模型仅涉及用户设备和边缘计算资源,而在云端资源利用上存在局限性的问题,通过有效利用计算任务时延、能耗及计算资源配置,提出了基于深度强化学习算法的计算任务卸载策略和资源配置优化算法,建立了边云协同的时延、能耗及能效模型,研究了用户设备数量、任务量、任务优先级等对时延、能耗及能效的影响。结果表明：边缘计算服务器资源配置为30 GHz较为合理;高级计算任务优先处理策略和计算资源优化分配,使得时延、能耗均较低;本文所提出的优化算法在时延、能耗及能效方面均优于其他3个对比算法,表明针对不同用户设备数量和计算任务量场景,本文所提出的优化算法和建立的模型能够更有效的实现基于电力物联网的计算任务卸载策略和资源配置优化。     

宽带多媒体卫星通信系统中的无线资源申请

系统分析了多媒体通信卫星网络MAC协议中的资源分配流程及资源申请时序关系,在此基础上,考虑卫星网络中的长延时环境,提出了一种基于流量预测的资源申请算法,以弥补现有算法严重滞后于流量变化的不足.该算法引入记录因子,对资源的申请与分配进行记录,以提高带宽的分配效率,减少带宽申请信令的数量,从而减少对网络资源申请的响应时间;将最小均方算法用于网络流量的预测,以削弱卫星链路长延时对网络资源申请造成的负面影响.仿真结果表明,该算法的性能大大优于现有的资源申请算法,在高负载度、长峰值传输时间的条件下,算法具有良好的适应性.