基于Eucalyptus的多租户水利系统应用研究

多租户作为云计算的核心计算,它解决了在相同的系统资源或软件应用中实现多用户共同访问和使用,提高了系统软硬件资源的利用率,如何保障租户服务质量的前提下提高服务器资源利用率是一个挑战性问题.本文在Eucalyptus平台基础上,利用多租户技术,实现了陕西农村饮水规划调查数据库系统.数据的存储方式采用共享数据库共享模式,提出了多租户改进遗传放置算法,将租户合理的放置到虚拟机上,在最少硬件资源使用的情况下保证了租户服务质量.在此基础上进行了实验分析,表明了上述算法的可行性和有效性.     

异构多固态盘的吞吐量优化

固态盘具有低访问延迟、抗震性、内部并行性等诸多优良特性,已被广泛使用。如何利用固态盘提高系统性能是当前研究议题之一。首先通过一系列不同读写比例的负载实验来探索固态盘的特性,发现在较大I/O请求粒度场景下,较高的读请求比例有利于提升各类固态盘的吞吐量。基于实验结论,提出了一种I/O只读负载分离方法RODI,通过合理放置只读数据来分离只读负载到合适的固态盘上,以提升异构多盘阵列整体的吞吐量。大量实验表明,在较大I/O粒度的异构多盘环境中,相比传统的RAID技术, RODI方法对于改善多盘总体吞吐量更具优势。     

面向SaaS应用的SMTDM可伸缩多租户数据管理框架

云计算是一种可以弹性并按需提供资源的技术.在多租户共享数据存储模式下,如何实现数据的动态伸缩存储是云数据管理的关键.针对SaaS应用如何随着租户数量及请求规模的变化而进行自适应伸缩的问题,在分析数据存储层的伸缩性需求的基础上,基于Walraven等人提出的多租户架构思想,扩展典型的云应用架构,设计了一个多租户数据管理框架,实现存储资源的弹性.基于该框架,开发了一个面向网络管理领域的SaaS原型系统,验证了其有效性和可用性.     

固态盘测试系统的设计与实现

固态盘(solid-state disk,SSD)以其高性能、高可靠性等优点在存储系统中快速发展,与此同时人们对固态盘性能的关注度也大大提高,如何准确地测试和评估固态盘开始成为固态盘制造厂商和消费人群共同关心的问题.在这种需求环境下,设计并实现了一个高效、可靠、自动化、操作方便的固态盘测试系统.测试系统分为测试机和服务器2部分,测试人员通过登录服务器来操作测试机并对测试机上批量的固态盘进行测试.测试系统支持对固态盘进行4种类型的测试:性能测试、MBI测试、掉电测试、功耗测试,全面评估固态盘性能,并生成评估报告.     

多租户Web应用的CPU资源动态评估方法

中间件共享是云计算模式中一种重要的资源共享方式.但是,这种方式容易导致宿主在同一中间件服务器上的多个租户间产生性能干扰.因此,需要为租户提供性能隔离的服务实例.在线度量租户对系统资源的使用情况是实现性能隔离的前提条件,但是,在共享中间件服务器中直接度量CPU资源需要注入探针,将引起性能开销,并依赖于操作系统的支持.最近...     

存储虚拟化研究

存储虚拟化是存储系统的主要发展趋势之一，它能够极大地方便用户对存储资源的使用，减小存储系统管理开销，优化存储系统性能，提高存储资源利用效率，本文讨论了存储虚拟化的概念、优势，分类和发展方向，从存储设备、局域存储资源和广域存储资源三个层次全面分析存储虚拟化技术，详细研究和比较了局域存储资源虚拟化的各种结构和方法，在此基础上提出了广域存储资源虚拟化的概念和模型。     

外存储设备建模技术研究

外存储设备已经成为计算机系统性能的瓶颈,用于提升外存储设备速度的技术层出不穷,而建模是研究这些技术效能的主要手段.分析了外存储设备建模技术的研究现状,设计了一种固态盘存储系统模型,并应用该模型定量分析了提升固态盘性能的几项主要技术.结果表明:利用建模技术能分析出各种技术的效能,为外存储设备的设计提供有效的指导.     

基于NAND闪存的固态盘技术研究

基于NAND闪存的固态盘具有非易失、访问速度快、体积小、抗震性好以及功耗低等诸多优点,能较好缓解I/O性能瓶颈问题,已经成为学术界和产业界关注的一个研究热点.对基于NAND闪存固态盘的主要热点问题予以研究,介绍了基于闪存固态盘的技术特性,分析了其内部结构,对其关键实现技术着重进行了研究分析.     

异构云平台性能监控与分析研究

云计算是近年来兴起的一种新型的计算和服务模式,它采用多租户策略和按需付费计算模型,弹性地向用户提供看似无限的计算和存储资源。当前,云计算已经成为互联网环境下新型计算模式研究的焦点和热点。但是,云计算刚刚处于起步阶段,还没有形成统一的、公认的云计算标准。如何比较和评价多个不同公司、不同类型云平台的性能,为用户选择云平台提供依据,成为现在云计算性能评估的一个迫切需要解决的问题。针对以上问题,设计并构建了跨云平台的性能监控系统,该系统根据用户性能需求定义为多种云平台提供实时性能数据监控,进行跨云平台的性能比较分析,并且图形化地展示给用户。     

TenantCPUMan:基于负载分析的多租户动态CPU资源调整

在云计算多租户应用模式中,由于动态的负载变化会影响租户资源分配,可能会出现因负载过高而产生资源竞争或侵占,导致服务质量下降。针对关键的CPU资源,设计一种基于负载分析的多租户应用动态CPU资源调整机制及其原型系统,在租户应用负载信息采集的基础上,运用多元线性回归法对资源分析,根据负载的变化动态调整资源分配,实施租户虚拟机调整、CPU资源管理等。测试结果表明该系统能有效实现多租户资源调整,能应对租户的CPU和内存负荷过载问题,有助于保障租户服务质量。     

Plane级的闪存固态盘并行调度算法

为有效缓解固态盘的存储瓶颈问题,针对闪存固态盘内部芯片的工作原理和物理特性,将并行调度技术引入闪存固态盘的闪存转换层(FTL)的设计中,设计并实现了一种plane级的并行调度算法,基本方法就是将一个读写请求分解成多个段,在多个plane上并行的执行,通过更均衡的分配I/O负载,可以显著提高闪存固态盘的整体读写性能。通过设置不同的芯片参数进行了模拟与测试,实验结果表明,采用并行调度技术可以有效提高闪存固态盘中存储芯片之间的并行度,以及芯片内部各个单元之间的并行度,闪存固态盘的读写延时均有较大改善。     

在SaaS中使用原生XML数据库

多租户数据存储是软件即服务(SaaS)的重要研究点之一.现有的解决方案大都是基于关系数据库的模式映射技术,然而理想的SaaS多租户数据库并没有产生.文中从SaaS的web特性、数据存储存储灵活性和分布式特性三个方面讨论了在SaaS中使用原生XML数据库(NXD)的可能性,并且给出了等价于私有表方法的多租户数据XML存储结构.与此同时依据此XML结构进行了相关的实验,结果表明NXD作为理想的web中XML数据存储方式可以成为多租户数据存储 的一种解决方案,并且能够有效地支持SaaS的web特性、数据存储灵活性等特点.     

面向多租户数据存储的分段多维性能模型

多租户数据存储对提高用户体验质量,优化系统运行效率,降低服务提供商成本至关重要。面对大规模租户,共享数据存储节点如何满足不同租户的不同性能需求是需要解决的关键问题。为此,针对多租户数据存储不同性能需求的特点,提出了一种面向多租户数据存储的考虑租户之间相互干扰的分段多维性能模型,包括分段多维性能边界函数和多租户数据存储性能预测分析方法。通过基准测试数据采集、模型计算和性能分析,来判断是否每个数据存储节点能够综合地满足不同租户的不同性能需求。实验系统的分析结果表明,该方法能够判断在特定租户负载组合下每个数据节点是否过载,为分布式多租户数据布局提供基础。     

面向数据中心租户带宽特征的虚拟拥塞控制方法性能分析

数据中心租户使用的遗留设备中仍存在没有实现显式拥塞通知ECN的情况,导致数据中心网络中存在ECN流抢占非ECN流带宽资源的不公平现象。虚拟拥塞控制方法通过修改数据包接收窗口字段进行拥塞控制,改善了上述不公平现象。从租户主机数目、带宽需求、网络拥塞程度、拥塞控制算法等四个角度出发,建立对应的符合数据中心租户带宽特征的仿真场景,通过仿真实验分析虚拟拥塞控制方法在上述场景中的性能。结果表明：（1)虚拟拥塞控制方法的性能良好,不受租户主机个数、租户带宽差异以及网络拥塞程度的影响;（2）虚拟拥塞控制算法的性能在拥塞控制算法不同环境下的表现存在差异,当使用YeAH TCP时解决ECN不公平性效果较差。     

基于SAAS模式的共享模型的数据扩展技术研究

提出一种优良的基于SAAS模式的共享数据模型的多租户数据扩展方法.首先简单地介绍了SAAS模式及其数据模型,并详细阐述了目前基于SAAS模式的共享数据模型的多租户数据扩展技术的优缺点;最后,提出一种以XML为基础的共享数据模型的多租户数据扩展方法,并且详细介绍了在此方法下灵活的数据操作及其性能分析,并将其与目前常用的基于SAAS模式的共享数据模型的多租户数据扩展方法进行对比分析,可得在SAAS系统中应用基于XML的共享数据模型的多租户数据扩展方法是性能优良的.     

数据中心保障应用服务质量面临的挑战与机遇

在当今信息时代，随着移动设备、互联网应用以及云计算模式的快速发展，数据中心已成为社会基础设施。然 而数据中心面临资源利用率与应用服务质量之间的矛盾，一方面通过多个应用同时在数据中心部署实现资源共享能有效 提高资源利用率，另一方面多个应用共享资源又会出现相互干扰，严重影响应用的服务质量。因此，目前企业不得不采 用预留额外资源以保障延迟敏感的关键应用服务质量，这导致数据中心的利用率很低。并且，随着多核技术的发展，单 个服务器内的资源越来越多，其上混合部署的应用数目也在不断增加，更加剧这种矛盾。如何解决资源利用率与应用 服务质量之间的矛盾，是数据中心面临的核心挑战之一，同时也为计算机系统结构研究带来很多机遇。文章主要介绍 了数据中心所面临的上述矛盾以及一些研究进展，最后介绍了资源可编程体系结构 PARD(Programmable Architecture of Resourcing on-Demand)思想，从硬件上支持资源容量隔离与性能隔离，从而保障多应用混合环境下关键应用的服务质量， 允许更大程度混合部署应用以提高数据中心资源利用率。     

固态盘模拟器现状分析

通过使用固态盘模拟器对SSD的架构与控制算法进行设计与优化,能够节省大量的时间与经济成本。为评估固态盘模拟器功能与性能,在研究固态盘模拟器架构组成与延迟模型等模型的基础上,选取固态盘随机读写场景,对4种典型开源固态盘模拟器与实际固态盘进行比对实验。实验结果表明,模拟器能够在不同层面模拟固态盘行为,降低固件开发对硬件依赖,减少固态盘设计迭代次数。     

基于最小接入保证带宽的数据中心网络带宽分配机制

针对云计算数据中心（DC）网络中多租户间易相互干扰导致应用性能不可预测,预留带宽资源难以保证高网络利用率,从而导致云网络供应商收益损失等问题,提出了基于最小接入保证带宽的数据中心网络带宽分配（MAGBA）机制。MAGBA机制在发送端通过加权公平队列调度租户虚拟机（VM）流量,在接收端基于检测到的接收速率调节TCP流接收窗口,从而为租户VM提供最小接入保证带宽,同时充分利用闲置带宽资源。通过NS2平台仿真,MAGBA机制相比静态资源预留方式能够灵活分配带宽资源,网络吞吐量提升25%。当某些租户产生大量TCP流时,MAGBA机制中其他租户分得的带宽高于现有基于TCP流的带宽分配机制。仿真结果表明,MAGBA机制能够为租户VM提供最小接入带宽保证,避免租户应用受到其他租户通信模式的干扰。     

多租户集群中基于服务水平目标的调度机制

针对多租户集群中无法保证作业服务水平目标(SLO)的问题,提出了一种多租户场景下基于SLO的调度机制,其中包括优先调度算法和资源抢占算法。优先调度算法区别考虑超额使用资源的租户和未超额使用资源的租户,赋予后者的作业更高的优先级,在此前提下选择紧急度最高的作业,优先为其分配资源;资源抢占算法在资源受限的情况下,选择紧急度超过阈值的作业实施资源抢占,并根据租户的资源使用情况,在相应的运行作业范围内选择紧急度最低的作业,抢占其资源。实验结果表明,与现有保证公平的多租户调度器Capacity Scheduler相比,该调度机制可以在兼顾作业执行效率和租户间公平的前提下,显著提高作业的截止时间保证率,从而保证业务的服务水平目标。     

GC-RAIS:一种基于垃圾回收感知的固态盘阵列

垃圾回收操作会显著影响固态盘的性能,进而导致固态盘阵列的性能波动.为此,提出一种基于垃圾回收感知的磁盘阵列(GC-RAIS),充分利用固态盘的高随机读特性和固态盘阵列中的热备份盘,以减轻垃圾回收操作对固态盘阵列性能波动的负面影响.当固态盘阵列中某个固态盘正在处理垃圾回收操作时,对于到达该固态盘的读请求采用重构方式处理,即读取同一条带上其他固态盘上的数据重构得到,而对于到达该固态盘的写请求则将写数据临时存放在热备盘中,并更新相应的校验信息.当垃圾回收过程结束后,将被重定向的写数据写回到正确的固态盘中.仿真实验结果表明相对局部垃圾回收LGC策略和全局垃圾回收GGC策略,GC-RAIS分别减少用户I/O请求的平均响应时间达55％和25％.