基于虚拟化技术的云仿真资源迁移技术研究

针对云仿真平台对云仿真资源容错能力的需求,实现了一种基于虚拟化技术的云仿真资源迁移技术,使得仿真用户可以通过云仿真平台获得符合其个性化需求的、连贯的、高质量的仿真服务。分别研究了云仿真资源的迁移模型和过程,以及迁移过程的时空一致性,实现了不需要对仿真成员进行的改造或增加其他的辅助部件,就可使得仿真任务执行出错时,在迁移机制作用下仍然能够继续准确运行。最后结合具体应用给出了该迁移技术的应用效果和性能测试,说明了该迁移技术的可行性和有效性。     

HLA联邦成员迁移机制研究

基于HLA的大规模分布仿真系统经常会出现负载不平衡的问题,严重地影响了仿真的运行效率,成员级别的迁移可以有效的解决这个问题.提出一种新的具有自动保存、恢复运行时状态功能的成员设计规范,并利用RTI已有的联邦管理的相关服务,设计了支持成员动态迁移的分布式仿真管理控制系统,并实现了基本功能.     

一种IaaS模式“云训练”系统设计

针对网络化模拟训练真实感不强,训练效率低等问题,提出了一种IaaS (Infrastructure as a Service)模式的“云训练”.阐述了“云训练”的体系结构和运行模式,研究了“云训练”的3项核心技术.通过GPU虚拟化技术解决云环境中终端用户3D图形图像处理能力弱的问题.根据模拟训练特点,建立用户需求模型,将模糊理论引入资源调度技术中,实现虚拟资源的动态调度;结合检查点回滚、虚拟机备份和虚拟机迁移技术,实现系统高效动态容错,保证了系统的稳定性与可靠性.实验证明,“云训练”系统改善了传统模拟训练系统中资源的按需共享能力,提升了资源利用率,保证了模拟训练效果.     

基于云接点的智能手机增强计算平台

在分析智能手机和无线网络发展趋势的基础上,设计了一种基于云接点的智能手机计算增强平台.通过采用运行状态实时监测,运行上下文动态迁移,非确定性系统事件记录重放等技术,使智能手机能够根据所处的网络环境自动将正在或将要运行的计算复杂型应用迁移到就近的云接点中运行,从而将智能手机与云接点无缝对接起来,提高了手机的计算能力,延长了手机电池的续航时间,更改善了计算复杂型应用的用户体验.     

IaaS下基于预测的弹性云服务的研究

针对供应虚拟机的IaaS （infrastructure as a service）云下虚拟机部署存在较高时延,导致弹性云服务效率低下的问题,提出一种基于ARIMA模型和季节指数的动态负载预测及资源估算的方法. 该方法利用负载与虚拟机配置的关系,预测负载值,并估算虚拟机需求量,从而可提前部署虚拟机,提高IaaS云的服务效率. 研究结合供应虚拟机的私有IaaS云环境,实现其下的弹性供应的资源决策模块. 实验与算法分析表明,该方法能够准确决策虚拟机资源量,保证虚拟机资源预留,有效改善了IaaS云的弹性效率.     

基于云仿真平台的高可用技术研究

随着仿真系统复杂度日益增大,对可靠性要求也日益提高,为了保证仿真系统的可靠性和负载平衡,提出了一种基于高可用的云仿真平台框架,通过虚拟化和高可用技术的研究,按仿真联邦的需求设计和开发了云仿真平台的管理系统。在运行的过程中对仿真的虚拟系统节点进行迁移操作和模拟断网操作,实验表明了平台的可靠性和容灾性,从而保证了仿真系统高效稳定地运行。     

不确定条件下信息系统云迁移及时机研究北大核心CSCDCSSCI

伴随着云计算技术发展和云服务市场成熟,支撑企业业务的信息系统能否且何时云迁移成为企业系统运营面临的新问题。考虑业务数据量不确定性及云迁移不可逆特性,基于实物期权理论,构建云迁移决策分析模型,针对按需付费、预留实例付费以及混合付费3种云服务支付方式,解析云迁移的等待价值、迁移条件和迁移时机。结果表明:推迟云迁移会为企业带来等待价值;数据变化幅度存在一个阈值,高于阈值时,企业最终会云迁移,低于阈值时,云迁移与否主要取决于现行系统运营单位成本、云服务预付费用及单位成本;不同云服务付费方式下云迁移等待时间需要考虑预付费用与云计算单位成本优势的比值。最后,诠释了中小企业与大企业对云迁移态度差异的根源。研究对于不确定业务市场环境下企业云迁移及时机选择具有理论指导意义。     

DMSO RTI中的所有权迁移实现方案

所有权管理是保证数据一致性的关键环节。如何实现对象所有权迁移具有实际意义。文章先介绍了Ｚｉｏｎ Ｌｉ「１」的对象所有权转移方案，然后提出了一种新的对象所有权迁移实现方案。该方法避免了线索丢失问题，保证了同一对象的ＩＤ号和对象实例标志符始终一致。该方法还针对网络等待时间导致网络延迟问题，考虑了所有权有效迁移问题，提出了该领域未来具有挑战性的课题。     

基于移动agent的联邦成员迁移机制

高层体系结构为建模和仿真提供了一个通用的技术框架,它能够简化仿真应用的互操作性,改进仿真组件的重用性.然而,基于高层体系结构的大规模仿真系统通常分布于网络之中,随着仿真系统的执行主机负载不平衡经常发生,高层体系结构并没有提供相应的机制以实现主机负载的平衡.实现主机负载平衡的根本方法就是将负载从负载较重的节点迁移到负载较轻的节点,进程迁移就是这样一种通用的问题求解方法.提出了一种基于移动agent的联邦成员迁移机制,它通过将移动agent的移动性结合到联邦成员实现了联邦成员的移动性,这样联邦成员就能够在网络上实现迁移.实验显示,此方法能够有效地实现诸如空地攻防对抗类仿真联邦成员的迁移,但对于交互密集型的仿真应用无法确保消息不丢失或重复,需要进一步研究.     

云环境下海量数据资源管理框架

针对互联网的海量数据的处理,提出了一个管理框架THCloudFramework.该框架包含了云环境下的数据资源管理的各个方面,主要有资源物理存储和逻辑存储、副本管理与迁移、海量存储网划分和负载均衡、资源虚拟化、用户资源使用方式及其资源组合等.分析了存储资源的分布式文件系统实现,详细阐述了海量存储网的生成、更新及其负载均衡.分析了海量数据的统一转换与管理方法.提出了海量信息资源的安全管理实现方法及其资源的组合实现方案.该框架给出了一个云环境下数据资源管理与应用的完整方案,为云计算的研究提供了一种思路.     

面向SDN的生存性虚拟网络映射算法

针对软件定义网络环境下生存性虚拟网络映射问题,提出了基于网络资源关键度的虚拟网络可靠性映射算法。该算法首先通过提出底层网络资源和拓扑重要度度量方式,构建资源关键度排序集合,同时备份控制网络,考虑到控制器位置部署,设置链路时延权重进行最短物理路径的选取,映射时依据位置约束进行虚网映射,在此基础上针对不同物理网络故障类型采用备份切换和可行迁移方式进行恢复,确保虚拟网络服务连续不间断。仿真结果表明,与以往算法相比,该算法在请求接受率、故障恢复率、底层网络整体负载均衡度以及平均控制延迟4个指标上具有更好的网络性能。     

柔性印刷机虚机实电仿真系统

提出了一种用于装备工业的真实电控装置和计算机模拟的虚拟机械进行联合调试的新思想——虚机实电．虚机实电系统不需要连接到真实的机械设备上，就可以调试其电控装置，能够发现其潜在的错误，因而能够缩短产品的调试时间，节约成本，极大地提高企业的竞争力。作为其一个应用实例，介绍了柔性印刷机虚机实电仿真系统。给出了其系统结构和组成，详细介绍了其五个功能模块。并对系统的实时性问题提出了解决方案．通过试验实现了其真实电控装置对虚拟印刷机的实时控制，验证了上述思想的正确性。     

面向能耗的云工作流调度优化

云工作流调度直接决定了整个云工作流系统的性能,已成为一个重要研究内容.针对当前缺乏有效的面向能耗的云工作流调度优化方法,研究建立了面向能耗的云工作流过程模型、资源模型,提出了基于负载的能耗计算方法和面向能耗的云工作流调度优化算法.提出的方法考虑了能耗因素,在进行任务优先级计算及任务选择时不仅考虑了文件在不同虚拟机间传输的速度差异、同时考虑了虚拟机与本地共享数据库间的文件传输等因素,并从云工作流任务分配、主机负载和主机功耗关系的角度,进行能耗的计算与调度优化,更符合实际情况、使用范围更广.数值案例和仿真实验表明了提出的方法是可行的和有效的.     

能源区块链网络中的虚拟电厂运行与调度模式

为提高虚拟电厂中用户交易的效率及其运行调度的安全性，针对传统虚拟电厂运行调度中高成本、高风险、低效率的问题，基于多元用电主体概念，提出了能源区块链网络中的虚拟电厂运行与调度模式。为提高用户交易的可靠性和经济性，采用电力交易共识算法对虚拟电厂中不同需求的多元用户进行智能匹配；引入能源区块链网络，提出改进的虚拟电厂运行调度模型，不仅保证了信息存储的安全性，还使得运行调度更加稳定透明。案例分析表明，本文提出的模型能够有效提高虚拟电厂中交易与调度的安全性和效率，可以为虚拟电厂中的能源交易提供参考。     

基于随机模型的动态调度算法研究

针对多资源云环境中虚拟机放置问题,提出了一种在随机模型下综合利用率较高的动态调度算法MIUS （maximize integrated utilization scheduling）. 首先,在调度中心建立一个虚拟的中央队列缓存用户任务,然后利用随机路由算法对用户任务进行服务器快速选择,最后在服务器上建立虚拟等待队列并利用MIUS算法进行虚拟机配置. 仿真实验结果表明,该算法在保证QoS的情况下,实现了一定程度上的负载均衡,并可较大提高系统的综合利用率.     

多虚拟机协同计算任务的描述方法

研究了一种基于特征模型的多虚拟机协同计算任务(collaborative computing tasks over multiple virtual machines, CCTMVM)的描述方法及其辅助构造工具,以简化虚拟机平台中并行计算的描述,提高应用程序的开发效率。从任务分解的原则与方法、粒度评价方法和启发式规则等方面分析了任务分解的策略,确定了分解任务的并行关系判别准则,并依据时序关系对特征单元的语义动作进行了描述。从特征单元内聚、耦合及粒度系数对描述方法的有效性范围进行了分析。进行了CCTMVM辅助构造工具的原型设计,以一个计算机辅助工程（computer aided engineering, CAE）问题求解实例分析了任务构造过程。实验结果表明,本文所提思路和方法对构造面向并行计算的CCTMVM具有一定的可行性。     

可靠性与拓扑感知的服务功能链备份保护方法

在网络功能虚拟化环境中, 针对服务功能链部署时的可靠性研究存在资源利用率较低的问题, 提出一种可靠性与拓扑感知的服务功能链备份保护方法。首先, 利用最小费用最大流算法将服务功能链请求中的虚拟网络功能部署在可靠性较高的服务器节点上, 尽可能提高服务功能链的可靠性。其次, 针对未能达到可靠性需求的服务功能链, 通过为部署在可靠性较低服务器节点上的虚拟网络功能预留备份资源的方式提高其可靠性。最后, 通过备份资源共享的方式尽可能减少备份资源消耗。仿真结果表明,该方法提高了可靠部署成功率和资源利用率。     

XEN虚拟机分析

硬件计算能力的极大提高重新激发了人们研究虚拟机软件的热情。XEN虚拟机是目前业界广泛看好的一款开源的虚拟机管理软件，它具有良好的体系结构和优越的性能。随着虚拟机的应用，会出现新的安全问题。介绍了XEN虚拟机的系统结构，重点探讨了基于IntelVT-x的硬件虚拟技术，从处理器管理、内存管理和设备管理三个方面阐释了XEN虚拟机的基本工作原理及其实现的关黻术；在此基础之上，探讨了XEN虚拟机的安全问题并提出了一些安全措施。     

有交货期的单件车间调度问题的逆序算法

提出了一种以“加工效率”为主要参数,并引入“虚工序”、“虚机器”求解有交货期的单件车间调度问题的逆序算法． 经分析实例验证,该算法具有一定的优度,并且在工程中是可行的．