面向负载均衡的VM迁移调度方法

虚拟机动态迁移是实现虚拟计算环境下负载均衡、绿色节能、在线维护、主动容错以及资源灵活配置等功能的关键技术。针对多个虚拟机迁移场景下的并发性问题、迁移目标选择问题及迁移路径优化问题,该文提出一种以负载均衡为优化目标的虚拟机(VM)迁移调度方法。该方法首先识别可能违背负载均衡的物理节点,确定待迁移的VM对象,采用模拟退火算法以负载均衡为优化目标确定待迁移VM的迁移目标。最后,设计了路径交换策略对迁移路径进行优化以提高并发迁移数目。实验结果表明,该方法不仅能缩短迁移完成时间,而且能优化VM放置,确保负载均衡。     

基于多目标优化的虚拟机放置方法

在虚拟机放置问题中,传统启发式方法不能完全适用于复杂的云计算环境,采用智能算法的研究又缺乏对时间开销的考虑。针对上述问题,提出一种基于Memetic算法的虚拟机放置(Memetic algorithm-based virtual machine placement MAVMP)方法。MAVMP方法针对云数据中心运营情况建立了最小化能耗、最小化运行时服务等级协议违例率(service level agreement violation time per active host, SLATAH)以及最大化资源利用率的多目标优化模型,将虚拟机按照资源请求情况进行分类,并利用该分类方法改进了Memetic算法,利用改进后的Memetic算法求解多目标优化模型,得到虚拟机放置方案。仿真实验结果表明,仿真数据中心利用MAVMP方法进行虚拟机放置后,其在能耗、资源利用率以及服务质量的评价指标上都有着良好表现。并且,MAVMP方法与已有的基于智能算法的虚拟机放置方法相比计算时间也大幅下降。     

基于虚拟机的多个安全级别的日志生成方法

该文的研究目的是提高日志在计算机系统中安全,为数据追踪和分析提供数据的修改情况的可靠依据。与数据类似,日志也有不同的安全级别(SL)。当不同权限的访问者做日志分析、审计等工作时,需要不同SL的日志,可以用多个虚拟机(VM)得到多个SL的数据文件日志。为此,根据数据文件受保护程度,把它们隔离存放在多个SL的工作VM内。当数据文件被访问时,用虚拟机监视器截取每个访问操作,并在日志VM内生成相应的日志。由于工作VM的SL不同,对应的日志VM的SL不同,所得到的日志的SL也各不相同。当VM之间共享文件或者由工作VM向日志VM传递数据时,访问控制模块按规则控制数据的流向。在带有sHype的虚拟机监视器xen的基础上所做实验表明:用多个VM生成多级安全日志的方法对数据文件访问性能的影响比较低。     

多约束下轨道飞行器备件配置方案建模与优化

针对航空类装备携带备件方案的确定需要综合考虑多项约束指标因素的特点,以轨道飞行器飞入太空随行备件携带方案优化配置为研究背景,在费用、质量及体积3项指标约束条件下,以所有备件期望短缺数总和最小为目标函数,建立了备件配置方案的优化模型.通过设置初始因子初值求出备件初始配置方案,同时引入拉格朗日乘子将各项约束因子转化为保障资源约束因子,采用边际效应法求解并对模型进行优化.最后,对6种方案计算结果进行比较得出备件配置最优方案,并通过实例分析,证明了该方案的科学性和有效性.     

基于互斥条件的云数据中心虚拟机整合策略

在云数据中心,虚拟机整合(VMC)是绿色计算和最小化集群功耗问题的关键技术。大多数研究采用基于资源使用率来寻求最合理的虚拟机(VM)整合方式,但在整合过程中并未考虑物理服务器(PM)的可用性及同位VM的稳定性问题。本文提出了基于互斥条件限制的VMC策略,该策略同时考虑PM的可用性和VM之间的互斥性两方面因素;给出了集群服务器统一资源预留计算方法,用于保证PM可用性的问题,并给出了基于VM历史运行数据的相似度判定方法,用于解决互斥条件的判定问题。将该策略应用于运行在OpenStack平台中的VM数据,实验结果表明:该策略可以有效地保证PM的可用性,避免同类型VM被整合在一起,减少同位VM的性能损失和确保服务质量。     

无线资源虚拟化映射方案多场景仿真性能比较

为满足下一代移动通信技术多样化的网络优化需求,设计了不同优化目标的无线网络资源虚拟化映射方案,并通过仿真验证和对比分析各方案在不同网络负载水平下的性能表现。结果表明,追求网络总功率最小化、以节能为目标的优化方案适用于网络整体负载水平低,系统中有较多空闲基站的场景;追求用户总吞吐量、频谱利用率等同类目标最大化的面向无线资源的方案适用于网络处于中低水平负载的场景;追求用户满意度的面向用户方案对抗负载变化的能力较强,适用于重负载场景或负载水平快速波动的场景。映射方案的本质是物理资源在用户总吞吐量、网络总功率、用户满意度3个方面的相互置换,寻找各场景适合的优化目标,其实质是寻找各场景中转换效率最高的方案。     

辽宁省地下水资源可持续利用决策支持评价体系

为了实现地下水资源的可持续利用,根据辽宁省实际,考虑自然、经济、技术、生态等多个因素,提出了实现地下水资源可持续利用的评价指标体系;在对地下水资源可持续利用决策支持方案的优选识别中,引入目标权重的主、客观综合法,应用了模糊优选两级迭代模型与地下水资源可持续利用的多目标结构性决策模型,对方案进行了评价.通过对辽宁省地下水资源决策支持的研究,说明了该方法的可行性和有效性,为实现地下水资源的可持续利用提出了一套新的评价方法,为科学决策提供了参考.     

基于灰色多目标决策模型的土地整治规划方案评价

采用文献研究法、对比法、定量与定性分析相结合的方法和灰色多目标决策方法等,根据陕西省城固县规划目标、整治潜力、社会、经济和生态协调发展以及生态移民搬迁安置要求拟定了3个土地整治规划方案,建立方案评价指标体系,采用灰色多目标决策模型对拟定的3个方案进行定量评价与定性分析.结果表明:基于灰色多目标决策模型的土地整治规划方案评价方法既综合考虑规划的多目标性,又将规划目标与评价因素之间的灰色关联性进行定量化,既能客观、科学地对规划方案进行评价,避免人的主观影响,又能量化大量的不确定信息,是规划方案评价与决策的较好方法,可为合理确定土地整治规划方案,促进土地整治规划顺利、有效实施提供科学依据.     

单步启发式策略的备份虚拟机复用策略

针对云环境中的备份虚拟机(VM)利用率过低的问题,提出了基于不停歇多臂赌博机(RMAB)方法的备份VM分时复用策略,并给出了获得最优解的条件。该策略将每个备份VM形式化为具有"空闲"(1)和"占用"(0)两种状态的Markov过程,将多个备份VM的调度问题形式化为具有多个Markov过程的Markov决策问题(MDP),最终目标是期望在有限的备份VM数量下,最大化备份VM的利用率同时保证系统整体的可用性不会明显降低。然而,利用传统的动态规划方法求解该问题时会出现维度爆炸的现象,从而导致问题不可解,故将该Markov决策问题转化为RMAB问题,然后利用简单易操作的单步启发式算法进行求解,并通过计算单步最优获得长期最优解,在特定条件下该策略可以保证得到的解为最优解。模拟实验结果表明:所提方法将备份VM与服务VM之间的备份比例从1∶1扩展成1∶M(M1),同时保证失效VM的恢复比率不低于96%,相应地备份VM的利用率显著提高;在VM失效率较低的条件下,备份VM利用率比1∶1备份时提高了89%;利用该备份VM调度策略,有助于减少整个云计算平台的建设和运维费用。     

基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态（SOC）下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.     

功率器件主动热控制的PI参数优化方法

为了提高功率器件结温控制精度,提出了功率器件主动热控制的参数优化方法。基于功率器件主动热控制原理和热网络模型,构建比例-积分(PI)参数优化的目标函数。利用遗传算法对目标函数进行求解,获得最优PI参数。为了验证方法的有效性,以功率MOSFET构成单相全桥电路,以电流动态限幅为手段,在不同的电流限幅最大值、器件初始结温和环境温度等情况下,对功率器件进行了主动热控制仿真与实验。结果表明,该文PI参数优化方法能够提升功率器件结温控制准确性。     

认知多中继网络中基于最佳功率分配的中断性能

研究了认知多中继网络的功率分配方案,提出了简单的最优功率分配(OPA)方法,并给出最优解.仿真了不同的认知中继位置对认知系统中断性能的影响,并联合考虑频谱感知和认知多中继协作传输两个过程.仿真结果表明,文中提出的最佳功率分配方案的中断性能优于等功率分配(EPA)方案,且存在最佳的感知时间使认知多中继网络的中断性能最优.     

多天线多用户认知系统中兼顾能效的波束成形方法

当次用户配置多天线的认知无线电多天线系统,需要主要考虑4方面的因素:对主用户系统的干扰功率不能超过特定阈值;次用户系统的最大互信息应该最大化;次用户系统的能源效率的提高;满足次用户系统中用户的服务质量。针对此问题,该文提出了一种具有闭合解的次优方案。分析和仿真结果表明,所提方案兼顾了这4方面的因素,并且具有较高的能源效率和次用户系统的最大互信息。     

基于粒子群算法的云计算资源配置研究

对于云计算而言,虚拟机资源的合理高效配置具有重要意义.该文对粒子群方法进行到云计算资源配置的映射,详细地设计了3个约束条件和目标函数.目标函数中包含了资源利用率和迁移次数2个优化目标,整个虚拟机资源的配置过程设置了8个步骤.实验结果表明:同2种参照方法相比,该文所提出的基于粒子群算法的云资源配置方法完成配置后,不仅资源利用率高、迁移次数低,其迭代过程和迭代时间也令人满意.     

基于OFDM的认知无线网络中最小代价增量资源分配算法

认知无线电是解决频谱资源紧张,提高频谱利用率的有效方式之一。在保护授权用户不受过度干扰的前提下,为了充分利用基于OFDM的认知无线网络频谱资源,在分别考虑频谱检测可靠性和互干扰对资源分配影响的基础上,构建了一个联合功率控制和子载波分配的最优化目标。考虑算法实际可行性,提出了3个次优的基于最小资源代价增量的算法,即最小功率代价增量算法、最小干扰代价增量算法以及最小功率干扰加权和代价增量算法。数值仿真表明,相比于现有的静态等功率资源分配,所提算法的吞吐量性能均有明显提升,其中,最小功率干扰加权和代价增量算法整体性能最好。     

虚机器系统概念及VM／SP剖析

VM/SP是管理物理计算机系统的一个系统控制程序,它使得系统所有的资源能在同一时间被多个用户使用,每个用户享有一台功能上等价物理计算机系统的专用的计算机系统。 VM/SP由控制程序(CP)、会话监督系统(CMS)、远程Spooling通信子系统(RSCS)和交互型问题控制系统(1PCS)组成,是一项较成熟的技术。本文阐明了虚机器系统的概念,并在剖析VM/SP的基础上介绍了它的主要组成部分及其实现。     

无线衰落信道中具有服务质量保证的图像传输

针对可伸展图像在无线衰落信道传输,该文给出了一个新的能够提供服务质量保证的错误控制方案,联合考虑了非均衡错误保护(UEP)、前向纠错(FEC)和自动重复请求(ARQ)。在比特资源和信道环境的约束下,给出了率失真比特分配方案,在信源编码和信道编码之间分配资源。当有残存错误存在的时候,利用ARQ技术来进一步恢复错误。仿真实验表明该文方案有3个优点:1)即使不用ARQ技术,在接收端仍然可以获得好的重建图像质量。2)通过很少的ARQ就可以实现无误的图像传输,有效地减少了服务的时间。3)使用少的比特资源就可以获得高质量的图像传输,可以减少移动终端网络接口的能量消耗。该文对图像在无线衰落信道中传输提出了具有服务质量保证的解决方案。     

基于多目标规划和智能体仿真的社区疏散方案

快速疏散灾民是地震发生后短时间内的首要任务之一,提前规划避震场所、设计社区人员疏散方案能为灾后应急提供有效保障.该文提出了一种基于多目标规划和智能体仿真的社区人员疏散方案设计方法,综合考虑救援机构可达性、交通便利性、避震场所容纳能力等因素,基于多目标规划设计不同避震场所个数下的最优疏散方案,结合Pathfinder软件...     

IaaS云环境下一种基于综合满意度的虚拟机放置策略

基础设施即服务(IaaS)环境下的一个关键需求是对租户申请的虚拟机进行合理放置。当前虚拟机放置策略的研究大都集中在数据中心能耗、资源损耗以及负载均衡等方面,很少有工作关注其对租户虚拟机启动时间的影响。为了减少虚拟机请求的周转时间,降低数据中心的资源损耗,本文首先建立了云服务租户满意度模型,给出了虚拟机请求到达云端后周转时间的量化方法;然后基于数据中心的资源损耗建立了云服务提供商满意度模型;最后,基于租户虚拟机启动时间与系统资源损耗建立了多目标约束优化模型,并提出了一种基于综合满意度(Comprehensive Satisfaction Based,CS-B)的虚拟机放置策略,该策略综合考虑了云服务租户与云服务提供商的需求,将租户所申请的虚拟机放置到综合满意度最高的服务器中运行。在OpenStack云平台上的仿真实验表明,CS-B虚拟机放置策略能够有效减少租户虚拟机在云端的部署时间,降低数据中心的资源损耗,有效提高了云服务商及租户的满意度。     

基于XGBoost-PSO的混凝土重力坝体型多目标优化设计

为解决重力坝优化设计以截面尺寸作为唯一设计变量,缺乏考虑材料属性对重力坝优化设计影响的问题,综合经济、抗震安全进行重力坝多目标优化设计方法研究,构建了综合经济、抗震安全指标的多因素评价体系;采用ABAQUS软件对重力坝进行有限元静动力分析,基于计算结果采用变权功效系数法进行量化评价;采用XGBoost-PSO算法进行寻优得到最终优化方案。实例验证结果表明：多目标优化方案与初始方案相比,在经济、抗震安全指标上都得到了明显改善;相比传统单目标优化模式,经济、安全多目标优化更适用于抗震安全要求高的重力坝工程。