基于社区模型的云资源监测

第４ ０卷
分布式计算 、 网格计算 的技 术和方 法 。由于 云资源 在分 布
上 的特 点 ， 即具 有 分 布 式 资 源 的 广 域 分 布 性 ， 时 义 具 有 集 同 群 计 算 的 局 部 集 中性 ， 及 云计 算 按 需 服 务 和 高 可 靠 性 等 以 特点 ， 传统方法的基础上 ， 在 寻找 一 种 资 源 组 织 管 理 方 式 及
是其中一个重要的研 究点 ］ 。
本文分析了传统的分 布式资 源监测 方法 ， 针对 云计算 环境 ， 设计 了基于社 区的层次监测策 略。仿真实 验表 明， 型和策 略在效 模
率上有一定的提高。 本 文 的 主 要 工作 如 下 ：
之 间的资源发现 。 文献［ ］ ６介绍 了几种常用 的监控 系统 。ＵＣ Ｂ ｒｅ ｙ面 ｅｋ ｌ ｅ 向集群 计 算 开 发 了分 布 资 源 和 负 载 监 测 系统 Ｇ ｎ ｌ ； ａ ｇｉ ａ
了 Ｄ Ｍｏ Ｓ ｎ系统 ， 通过 以服务 的形式收集计算节点 的资源信
息 ， 分布式容错提供支持 。 为
３ ）提 出一种基于敏感因子的监控策 略 ， 改进 了传 统监 控 中存在 的不足 ， 为提高资源监测效率提供 了一种新途径 。
目前 ， 针对云计算平台的监测 ， 大都是借鉴 和使用传统
１ 引 言
云计算是一种新兴 的商业 计算 模型 ， 它将 计算任 务分 布在大量计算机构成 的资源池 上 ， 使各种 应用 系统能 够根 据需要 获取计算力 、 存储空间和各种 软件服务＿ ， １ 云计算 ］ 在 天文 ＿ 、 ４ 医学等领域 有着广 阔 的应 用前 景。云是一 个包 ］ 含 大量 可用 虚拟 资源 ， 例如硬件 、 开发平 台以及 ＩＯ服务 的 ／
＊ 收 稿 日期 ：０ ２年 ２月 １ ２１ ７日， 回 日期 ：０ ２年 ３月 ２ 修 ２１ ９日
作者简介： 祁鑫 ， ， 女 副教授 ， 生， 研究 研究方 向： 高性能计算。李振 。 ， 男 硕士研究生 ， 研究方向 ： 高性能计算 。
１Ｏ ３
祁
鑫等 ： 基于社 区模 型的云 资源监测
统 分 析 ， 几 种 监 控 软 件 其 性 能 和 使 用 进 行 了分 析 。 对 ２ ）以 社 区 模 式 组织 和 管 理 云 资 源 ， 计 了监 测 系 统 模 设 型和层次式监测结构 。
资源和负载监测 系统 ， 主要 目标是 为应用 提供信 息支持 和
共 享 策 略 ； 对 分 布 式 系 统 结 构 ， ａｎ ｇｅＭｅｏ 针 Ｃ ｒｅｉ ｌ ｎ大 学 开 发 ｌ
ｉ ｒ ｖ ｄ ｏ２ ｓ ｍｅ ｄ ｇ ｅ ． ｍｐ ｏ ｅ ｉ ｏ ｅ ｒ ｅ
Ｋｅ ｏ ｄ ｃｏ ｏ ｙＷ ｒｓ ｌｕｄｃ ｍｐｕ ｉ ｔ ｎｇ，ｃ ｍ ｍｕ ｉｙ，ｓｎ ｉｖ ａ ｔ ｒ ｅ ｏ ｒ ｅｍ ｏ ｔｒｎｇ ｏ ｎｔ ｅ ｓｔ ｅｆ ｃｏ ，ｒ ｓ ｕ ｃ ｎｉｏ ｉ ｉ Ｃｌｓ ａ ｓＮｕｍｂ ＴＰ３ ３ ｅｒ ９
称为“ 耐性 限度 ”记 为 。表 示 服 务 ｉ 环 境 因子 的 耐 性 ， 对
限度 ，为 耐性 上 限 ， 耐 性 下 限 。 为
区 别 于 网格 计算 ， 云计 算 采 用集 群 来 存储 和 管 理 数 据 资
源， 运行的任务 以数据 为 中心［］ １ 。计算 任务调度 到数据存 ２
监测方法 ， 为一项很有必要的工作 。 成
物 生 长 所 需 的最 低 量 时 ， 就对 其 生 长起 限 制 作 用 。 同 理 ， 社 区环 境 中存 在 与 社 区 服 务 密 切 相 关 ， 且 其 趋 向 于 最 小 量 并 的变 化 能 够 对 服 务 质 量起 到 限 制 作 用 的 环 境 因 子 ， 之 为 称 “ 敏感 因 子 ”记 为 Ｓ ， 。
４ 基 于社 区模 型 的云 资 源 监 测
４ １ 层 次 式社 区 监 测模 型 ．
根 据 现 有 监 测 系统 架 构 ， 计 模 型 如 图 ２所 示 ， 为 实 设 分
织女星信息 网格体系结构中的一种 重要 实现 。社 区资源彼 此遵守带有一定强制性的社区规范和约束 ， 具备优 质 、 强信 任性 、 稳定和协同性强等 特点 。社 区模型 可 以降低知识 结
资 源池 ＿ 。这 些 虚 拟 资 源 可 以根 据 不 同 的负 载 动 态 地 重 新 ５ ］
２ 相 关 研 究
在资源监控的架构方面 ， 传统 的分布式计算 监控 ， 主要 有集中式 、 布 式 和 混合 式 三种 方 式 ， 文件 共 享 系统 分 如
Ｎａ ｓｅ Ｅ ｐ ｔｒ
、
Ｆ ｅｎ｛ 混 合式 索引 网络ｌ 就 分别 采用 了这 ｒｅｅ 、 ＿ ９ ］
ｐ ｉｔ Ａｃｏ ｄｎ ｏｃｏ ｏ ｏｎ ． ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｌｕｄｃ ｍｐｕ ｉ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｈｓｐ ｐ ｒａ ｌｚ ｄ ｔ ｅｍｏ ｉｏ ｉｇｍ ｅｈ ｄ ｆｔａ ｉｉｎ ｌｄｓｒｂ ｔｄ ｓ ｓｅ ，ｄ ｓｇ ｅ ｔ ｎｇｅ ｖｒ ｎ ｎ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｎａｙ ｅ ｈ ｎｔ ｒｎ ｔ ｏ ｓｏ ｒ ｄｔ ａ ｉｔｉｕ ｅ ｙ ｔｍ ｏ ｅｉｎ ｄ ａ ｈｅ ａ ｃ ｉａ ｄ ｌｎｔｏ ｕ ｉｇｃ ｍ ｍｕ ｉｙｍｏ ｅ ，ａ ｄｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ａ ｐ ｏ ｃ ａ ｅ ｎ ｓ ｎ ｉｉｉｙｆｃｏ ｓ ｏｓ ｌｅｔ ｅｐ ｏ ｌｍｓｏ ａａｒ ｄ ｎ ｉｒ ｒｈｃ ｌｍｏ ｅ ｒ ｄ ｃｎ ｏ ｉ ｎｔ ｄ １ ｎ ｒ ｐ ｓ ｄａ ｐ ｒａ ｈ ｂ ｓｄｏ ｅ ｓｔｖｔ ａ ｔ ｒ ．ｔ ｏ ｖ ｈ ｒ ｂｅ ｆｄ ｔ ｅ ｕ — ｄ ｎｃ ｎ ｎ ａｉ ｎｇｏ ａ ｎ ｔｒｎ ．Ｓｉ ｌｔｏ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅｍｏ ｅ ｎ ｅｈ ｄｉ ｅ ｓ ｎ ｂｅｉ ｈ ｏ ｙ，ａ ｄｔ ｅｅｆ ｉｎ ｙｈ ｓｂ ｅ ａ ｙａ ｄｉｖ ｌｄｉ ｌｂ ｌ ｍｏ ｉｏ ｉｇ ｍｕａ ｉｎ ｒｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｄ ｌａ ｄｍ ｔ ｏ ｓｒａ ｏ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｎ ｎ ｈ ｆｉ ｅ ｃ ａ ｅ ｎ ｃ
摘
要
云计算是一种新兴 的商业计算模型 ， 资源性能和负载监测是其重要的研究点 。分析 了传统 的分 布式计算资源监测 策略， 针对
云计算环境 ， 引入社区模型设计 了层次式社区监测 ， 提出了基于敏感 因子 的监测方法 ， 以解 决全局监控可 能会 带来的数据繁冗和无 效问题。 仿真实验表 明， 模型和策略在 理论上是合理的 ， 在效率上较传统监测 系统有一定的提高 。 关键词 云计算 ； 区；敏感因子；资源监测 社
ＵＣ Ｂ开 发 了 ＮＷ Ｓ 对 计 算 资 源 的 动 态 变 化 进 行 短 期 预 Ｓ ，
测 ； ＷＳ监控资源本身属性 、 Ｎ 网络性能等参 数 ， 通过周 期性
采 样 进 行 短 期 预 报 ； Ｒ ｎｔｒ 一 种 异 构 网 络 环 境 下 的 Ｄ Ｍｏ ｉ 是 ｏ
Ｉ 对传统 的分布式 计算 环境下 的资 源监 控进行 了系 ）
储 节 点 运行 ， 务 所 需 的计 算 和 存 储 资 源 往 往 同处 一 地 ， 任 以
便减少数据传输开销 ， 提高云计算服 务效率 。但是 ， 资源 云
的分 布并 不 像 集群 节 点 那样 集 中 ， 然 存 在 分 布 、 构 、 态 仍 异 动 等特点 ， 此， 因 寻找 一 种 有效 的资 源组 织 模 式是 必 要 的 。 虚 拟 社 区 的概 念 是 由 织 女 星 网格 小 组 提 出 的 ， 成 为 并
构 需 求 ， 无 界 为 有 界 、 无 序 为 有 序 ， 此 ， 为 解 决 开 变 变 因 成
放 、 序 问题 的 一 种 方 法 Ｌ 无 ｌ 。
体资源层 、 监测服务层 和终端应 用层 。实体 资源层 为 云资 源实体 ， 每一个 实体 部署 信息采 集器 ， 责收 集资源 信息 ； 负 监测服务层一方 面负 责汇 聚实体层 的监 测数 据将其 存储 ，
总第 ２ ４期 ７
２ １ 第 ８期 ０ ２年
计算机 与数字工程
Ｃ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄ ｇ ａ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ｏ ｕｅ ｉｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｔ ｎ
Ｖｏ． ０ Ｎｏ ８ １４ ．
１ ２９
基 于 社 区 模 型 的 云 资 源 监 测
祁 鑫 李 振
（ 中国石油大学（ 华东 ） 青岛 ２ ６ ８ ） ６ ５０
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃｌｕ ｏ ｕｔ ｇ ｉ ａ ｍ ｅｇｎ ｏ ｐ ｔｎ ｄ ｌ ｎ ｈｅｒ ｓ ｕ ｃ ｅ ｆｒ ｎ ｅａ ｄｌａ ｎｔ ｒｎ ｓａ ｏ ｔ ｎ ｅ ｅ ｒｈ ｓ ｒｃ ｏ ｄ ｃ ｍｐ ｉ ｓ ｎｅ ｒ ｉｇｃ ｍ ｕ ｉｇｍｏ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｒ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｏ ｄｍｏ ｉｏ ｉｇｉ ｎｉ ｎ ｍｐ ｒａ ｔｒｓ ａ ｃ
：
攥 … … …… … 。； 百 雾… … … … … … … 一 ： ’
１ ）以节 点 之 间存 在 的数 据 相 关 性 为 划 分 依 据 ， 为 面 称
２ ）考虑 网络距离及传输延迟性进 行划分 ， 称为 面向信
息 的地 域 性 划 分 。
根据 云计算 资
源 的 特 点 ， 取 面 选 向信 息 的 地 域 性 划
三种方式。由于集 中式和 分布式 都存在 明显 的缺 陷， 中 集
式的分布式解决 方案 被提 出来 ， 目前主 要有 Ｗｅ ｅｖ ｅ ｂＳ ｒｉ ｓ ｃ 中的服务注册中心 ＵＤ ３ ０ ］ 用的全复制解决方案 ， Ｄ１． 采 Ｅ 以
及 Ｇｌ ｕ ｏ ｓＭＤＳ“ 采 用 的层 次 式 解 决 方 案 。其 共 同特 点 是 ｂ ［］
Ｔ ３３ Ｐ ９ 中 图分 类 号
Ａ ｍ ｍｕ ｉｙ Ｂ ｓ ｄ Ａｐ ｒ ａ ｈ ｔ ｏ ｉｏ ｓ ｕ ｃ ｏ ｏ ｄ Ｃｏ ｕ ｉ ｇ Ｃｏ ｎ ｔ — ａ ｅ ｐ ｏ ｃ ｏ Ｍ ｎ ｔ ｒＲｅ ｏ ｒ ｅ ｆ ｒＣｌｕ ｍｐ ｔｎ
ＱＩ ｎ Ｌ ｈ ｎ ＩＺ ｅ Ｘｉ （ ｉａＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅｒ ｌｕ Ｃｈｎ ｉｅｓｔ ｏ ｔｏｅ ｍ，Ｑｉｇ ａ ２ ６ ８ ） ｙ Ｐ ｎ ｄ ｏ ６ ５ ０
分 方 法 。 图 ｌ是 社 区的 组 织 模 型 结 构
配置 ， 以达到更优化 的资源利用率 。因此 ， 资源监测成 为 云 影响云计算 效率 的重 要 因素之一 ， 源性 能和负载监 测则 资
系统 同时存在多个集 中式 中心 服务器 ， 其具有 了一定 的 使
可 扩 展 性 和 可 靠 性 ， 不 同 之 处 在 于 如 何 实 现 中 心 服 务 器 而
另 一 面通 过 对 数 据 的分 析 ， 用 户 提 供 可 视 化 监 控 服 务 ； 方 为 终 端应 用层 接 收 终端 的 服 务请 求 并 为用 户 提供 交 互 功 能 。
目前 ， 区 的 划分 主要 有 两 种 方 式 ｌ 社 ＿ ｌ 向信 息 的相 关 性 划 分 ；
约 束 规 则 ２ 耐性 限 度 规 则 。在 生 物 的 生 长所 需 要 的 众 多 生 态 因 子 中 ， 何 一 个 生 态 因 子在 数 量 上 的过 多 、 少 任 过
３ 云 资 源 的 社 区组 织模 式
３ １ 社 区模 型 ．
或质量不足 ， 都会使其成 为限制因子。同理 ， 对社 区服务来 讲， 要维持其正 常执行 ， 环境因子都存在一个对应 的上 限和 下限 ， 它们之 间的幅度就是社 区服务对该 因子 的耐性 范 围，