WC-Stress:基于QoS的Web集群服务器性能评价工具

针对当前Web通用服务器性能评测工具并不能满足Web集群系统性能评测的需要,该文的研发重点在于构造一个高性能的支持QoS的Web集群服务器评测工具WC-Stress(WebClusterStress)。它的特点包括:可组装的组件结构;支持Web集群的评测需要:如区分服务;支持细粒度的QoS性能评测:如资源优化调度算法的支持;支持新的Web访问特征:如自相似请求的产生。最后给出了此评测工具对笔者设计的一种新型Web集群服务器的测试结果。     

Web服务器性能评测

Web服务器性能评测是一种理解Web服务器对不同负载反应能力的方法，它对Web服务器的容量规划和性能增强有很大的帮助。讨论了Web服务器性能评测的原理、方法、难点及解决方案，介绍了基于Web负载的特点、ON／OFF源模型及浏览器／服务器体系结构，开发了一个Web服务器性能评测工具－WSBench。WSBench产生渐近自相似的HTTP请求序列，从静态文档、动态文档（没有数据库存取）、动态文档（有数据库存取）及前三者根据Zipf法则的组合4个层次来评测Web服务器的性能。性能测试结果表现为每秒请求数、每秒字节数和往返时间3个指标。最后讨论了Web服务器性能问题及使用WSBench测得的指标来建议Web服务器性能增强可以采用的方法。     

虚拟机显示性能评测系统

针对虚拟化环境下图形显示的特点,设计一个半虚拟化环境下的虚拟机显示性能评测系统。通过跟踪技术获取有关虚拟显示的相关性能参数,利用排队论知识对虚拟机的显示系统进行排队建模,分析影响虚拟显示系统性能的原因,并与实测得到的结果进行比较,指出虚拟显示系统在不同情况下的性能瓶颈。     

面向云计算数据中心的网络存储技术研究

分析了云计算数据中心的存储需求,探讨了NAS和SAN的工作机制,对其在虚拟机环境下的性能进行比较测试.实验表明,在虚拟机环境下NAS和SAN之间的性能差异小于10％,远小于传统应用环境中的性能差异.综合考虑存储系统的可扩展性、易管理性等多种因素,在虚拟机环境下使用NAS存储是更为合理的方案.     

基于层次分析法权重和灰色服务器负载预测的云计算on-line迁移策略

为了克服云计算环境下由于实时用户任务的不确定性到来和服务器性能差异而导致的云计算环境的负载不均衡问题,提出了一种层次分析法权重获取和灰度算法预测服务器负载的云计算on-line虚拟机迁移策略;首先,设计了基于层次分析法(AHP)和灰色服务器预测的虚拟机on-line迁移模型,提出了采用层次分析法获取虚拟机各资源需求权重,然后,采用灰色模型预测下一时刻的服务器负载,采用此权值向量与各无需迁移的服务器的空闲资源向量进行加权得到加权和,将具有最小加权和的物理服务器作为迁移的目标宿主机;最后,定义了基于层次分析法权重和灰色服务器负载预测的云计算on-line迁移算法;在CloudSim环境下进行实验,结果表明文中的迁移策略使得云计算在响应用户任务时,具有任务失败次数少、SLA违约率低和迁移成功率高的优点,同时与其它方法相比,具有负载均衡程度高的优点,具有较强的可行性。     

搭建网络服务器实验室环境

随着招生规模和高等教育的深化改革的急剧扩大,许多高校都陷入了实验教学的困境。该文利用目前流行的虚拟机软件VMware作为建立虚拟机的工具,以Web服务器为例,最后对所构建的虚拟网络服务器实验环境进行测试,达到与在真机上实验的效果相似。     

云环境下一种基于能耗感知的虚拟机部署算法

云计算技术已经越来越得到人们的关注和接受。在保证用户性能的前提下,怎样有效提高服务器资源的利用率,同时又能节约能源已成为一个热门话题。针对云计算环境下虚拟机初次部署问题,提出了一种基于能耗感知的虚拟机部署算法（ PAVMAA）。该算法充分考虑用户对于不同应用的不同需求,从系统整体最优角度考虑,以能耗与利用率之间的最佳组合点为出发点,通过计算虚拟机性能需求期望与服务器空闲性能之间的欧几里得距离来匹配部署虚拟机。通过Cloudsim仿真平台上的实验,结果表明：算法实现简单,能明显降低能量消耗。     

云计算和多维QoS环境中基于蚁群优化算法在虚拟机资源负载均衡问题中的研究

针对云计算环境中虚拟机资源负载均衡问题,并为实现云计算下虚拟机资源负载均衡高效调度以满足用户的QoS需求,提出了一种基于多维QoS实现负载均衡的虚拟机资源调度方法。首先,在云计算环境下建立多维QoS网络环境的数学模型;然后,提出一种基于蚁群算法的优化算法,用于实现云计算环境中虚拟机资源高效调度;最后,在云仿真平台CloudSim上进行仿真实验。实验结果表明,相对于其他资源调度算法,所提算法能高效解决云计算下虚拟机资源调度问题,减少虚拟机资源负载均衡离差,具有更好的性能,能完全满足云计算下和多维QoS环境下虚拟机资源负载均衡的需求。     

基于Xen的X86虚拟机性能调优

目前针对虚拟机环境的性能测试工具很少，测试主要还停留在运行一些基准测试程序的基础上，对虚拟机性能的调优帮助有限。文章提出了一个Xen虚拟机环境下的性能调试工具Exentrace，介绍了其Lasylog和Smartfilter两大特性。演示了利用Exentrace在不同负载的虚拟机上收集、分析数据。利用这些数据发现并解决了一个关键的性能问题。     

云环境下基于性能向量的虚拟机部署算法

针对云计算环境下虚拟机部署问题,提出充分考虑了系统负载均衡的PM-LB虚拟机部署算法。首先,采用性能向量,规范化地描述虚拟基础设施性能状况;然后,通过计算待部署虚拟机和服务器性能向量的相对距离,得到待部署虚拟机的匹配向量;最后,将匹配向量与系统负载向量综合分析,得到虚拟机部署结果。在CloudSim环境下进行了实验仿真,实验结果证明,使用所提算法可获得较好的系统负载均衡效果和较高的资源利用率。     

面向绿色云计算的虚拟机迁移推荐

在以节约能源和提高能源利用率为目的的绿色云计算背景下,提出一种基于层次分析法的虚拟机迁移评估模型。该模型通过基于属性聚类的协同过滤方法,针对虚拟机的属性空间进行评分,给出了最佳绿色虚拟机迁移策略的决策方法。通过建立虚拟机任务资源使用率指标体系及两两比较矩阵,采纳五级评分制对虚拟机迁移及任务资源占用进行了评估。实验结果表明,提出的模型和方法能够显著提高云计算集群的能源利用率、节约能源的消耗。该方法对绿色云计算的研究具有重要意义。     

基于无干扰理论的虚拟机可信启动研究

云计算作为一种新型高价值计算系统,目前被广泛应用于各行业领域;等保2.0中也提出了对其应用主动免疫可信计算技术进行动态可信验证的要求.云计算模式下,虚拟机作为用户使用云服务的直接载体,其可信启动是虚拟机运行环境可信的基础.但由于虚拟机以进程的形式运行在物理节点上,其启动过程呈现出高动态性,且多虚拟机域间存在非预期干扰等特点;而现有的虚拟机可信启动方案存在虚拟机启动过程的动态防护性不足、缺乏多虚拟域间非预期干扰性排除等问题.针对上述问题,提出一种基于无干扰理论的虚拟机可信启动研究方案.首先,基于无干扰理论,提出了虚拟机进程的运行时可信定理;进一步地,给出了虚拟机可信启动的定义并证明了虚拟机可信启动判定定理.其次,依据虚拟机可信启动判定定理,基于系统调用设计监测控制逻辑,对虚拟机启动过程进行主动动态度量与主动控制.实验结果表明所提方案能够有效排除复杂云环境下多虚拟机间非预期干扰,保证虚拟机启动过程的动态可信性,且性能开销较小.     

基于轻量级虚拟机的透明计算系统

基于虚拟机的透明计算系统MMNC-VX实现了未经修改的操作系统在透明计算环境中可按需加载,但其性能与同配置PC相比有较大差距。针对该问题,提出一种基于轻量级虚拟机的透明计算系统,仅虚拟网络设备,减少了由全虚拟化带来的开销,利用设备模型将用户操作系统的存储I/O请求重定向到服务器上处理,实现透明计算。经测试,原型系统性能与同配置PC基本相当,与MMNC-VX相比有较大提高。     

农机监控调度系统的设计与实现

针对目前农机作业中信息发布滞后、农机资源调度不合理、效率低下等问题,提出一种基于地理信息系统(GIS)、通用分组无线业务(GPRS)及全球定位系统(GPS)技术的农机监控调度系统,运用GPRS数据传输技术和GIS组件MapObjects,实现农机作业信息的即时采集与监控调度。为满足实时计算的需要,采用A-Star寻路算法规划农机的调度路径。应用结果表明,该系统能有效管理和调度农机,提高作业效率。     

基于VMI的虚拟机远程证明方案

可信计算组织（TCG,trusted computing group）提出的虚拟机远程证明方案可以为云计算平台提供虚拟机完整性验证服务,而直接使用 TCG 提出的方案性能较低,并且会受到布谷鸟攻击的威胁。利用虚拟机自省技术（VMI,virtual machine introspection）设计了新的虚拟机远程证明方案。通过在虚拟机监视器（VMM,virtual machine monitor）中获取虚拟机远程验证证据的方法消除在虚拟机内执行布谷鸟攻击的路径,利用物理可信平台模块（TPM,trusted platform module）保证虚拟机远程验证证据的完整性,减少了身份证明密钥（AIK,attestation identity key）证书的产生数量,降低了私有证书颁发机构的负载。实验表明,方案可以有效验证虚拟机的完整性状态,在虚拟机数量较多的情况下,性能优于TCG提出的虚拟机远程证明方案。     

虚拟机资源概率配置的云计算SEFFD算法

摘要：为增强虚拟机资源分配过程性能,有效解决云计算环境下虚拟资源分配的NP hard问题,利用模拟进化算法结合首次下降算法构建虚拟资源分配优化过程（SEFFD）。首先,构建全新的虚拟资源分配的评估方式,并结合模拟进化过程较强的算法寻优爬坡效果,采用迭代方式实现虚拟资源分配过程的个体选择、评估以及排序进化;其次,以模拟进化（SE）过程所获得资源分配结果为基础,结合首次下降（FFD）算法准则,实现物理主机及虚拟机资源的二次分配,从而获得资源分配效果和效率的同步提升;最后,利用CloundSim及Gridbus云计算仿真平台对算法性能进行对比测试,实验结果表明所提策略的内存利用率高于60%,处理器利用率大于55%,可有效减少所需物理主机数量,从而降低能耗。     

高效能计算机系统虚拟化技术研究

高效能计算机对系统的性能、安全性、可靠性和易用性等方面提出了更高的要求。虚拟机技术由于具有安全性好、配置和管理灵活等特点,已广泛应用于服务整合和安全管理等领域。但是,由于虚拟机技术在性能、管理和体系结构适用性等方面原因,在高性能并行计算机系统上尚未真正实用。我们提出了一种面向高性能并行计算机的虚拟化技术:高性能虚拟计算域(HPVZ)。HPVZ技术在保证系统性能的前提下,提供了具有用户独立可定制运行环境、服务质量管理、安全隔离和动态迁移的虚拟化高性能计算环境。测试表明,HPVZ在保证用户可以获得高性能计算机的原始计算能力的基础上,方便了用户使用,并改变了高性能计算机的传统使用模式。     

基于虚拟化技术的客户虚拟机内核模块检测方法

虚拟化技术是云计算的关键技术之一.同时,监视虚拟机又是虚拟化平台的一个重要功能.为了更好的获取客户虚拟机的内部信息,在Xen虚拟化环境中设计并实现了一种轻量级的虚拟机内核模块检测方法KMDM. KMDM驻留在宿主机里面,利用虚拟机自省机制来获取被监控虚拟机的内核模块信息.实验结果表明, KMDM能够全面检测客户虚拟机的内核模块信息,检测结果准确、可靠.