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云计算中一种基于数据相关性的负载均衡技术的研究与实现

邵贵林  
【摘要】:云计算作为一种能随时随地地访问共享资源池的全新计算模式,近几年来已受到广泛的关注。由于云计算环境中用户需求的多样性、云计算资源的异构性和复杂性,经常会出现服务器节点负载不均的情况,导致系统资源利用率降低。负载均衡技术的出现可以有效地解决这个问题,能将大量并发的任务请求合理的分配到各个服务器节点上进行处理,保证系统的高效运行。当云计算环境中虚拟机在处理大量数据计算任务时,如果处理关联数据的部分虚拟机在实现负载均衡时被迁移到不同服务器上,就会在迁移和计算过程中带来大量系统资源的浪费。本文在对已有的负载均衡技术进行总结和分析的基础上,考虑到处理数据的虚拟机之间的关联性,提出了一种基于数据相关性的负载均衡技术,通过构建负载密集型组的方式对虚拟机进行整体迁移,提高系统资源利用率。本文的主要工作如下:(1)提出了一种基于数据相关性的负载均衡方法。该方法首先,通过计算数据相关性因子建立数据初始化组;然后,根据虚拟机之间处理数据的关联性,通过对初始化组进行扩充构建负载密集型组;最后,将响应时间最短的服务器作为迁移服务器,实现负载密集型组的动态迁移。(2)提出了一种基于移动Agent的自适应负载均衡迁移策略的实现框架。该框架在引入移动Agent技术的基础上,采用基于Agent的服务器三层体系结构设计方法,通过不同角色Agent间的协作完成负载均衡迁移。最后,利用WSLA语言实现根据系统内服务器的负载情况,确定迁移单元和迁移服务器,以及对负载密集型组进行负载迁移的过程。(3)采用云计算仿真模拟器CloudSim,仿真实现了一种基于数据相关性的负载均衡技术的云计算原型系统,并描述了具体的实现过程。实验结果表明,本文提出的云计算中一种基于数据相关性的负载均衡技术,能高效地实现服务器间负载的动态迁移,降低服务器之间的通信开销,有效地提高系统的资源利用率。


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