第章-云计算大数据仿真技术

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2019/5/29
10.2.1 CloudSim基础
基于CloudSim云计算仿真器，我们不仅能够很方便地搭建可控的云环境进 而对系统的资源调度和负载均衡策略进行建模和测试，还可以对云应用进 行建模和测试。研发人员根据测评结果针对性地调整性能瓶颈。与此同时， CloudSim对云系统建立了价格模型和能耗模型，帮助服务提供商制订出更 加合理的价格策略和节能机制。
— 比如，技术研发人员对大规模集群的资源调度、负载均衡、集群拓扑 等展开研究，如果在物理机上进行实验，必然需要消耗大量的服务器、 网络设备资源，实验环境的准备、实验数据的采集、实验方案的调试 很不方便，同时成本很高，使用仿真系统是一个很好的解决方案；
— 对于数据中心的建设和运营人员来说，数据中心的能耗测算和经济测 算非常重要，需要在项目建设之前进行预估，无法在实际的平台上进 行测算，展开研究需要先在仿真实验平台上进行实验。
double node[4][5]={300,2,10000,512,1000; 300,2,10000,512,500; 150,1,5000,256,500; 150,1,5000,256,1000};
— 对硬盘、内存等其他设备也可以如此进行定义，比如，硬盘可以用品牌、型号、 尺寸、容量、转速、传输速度等参数来定义，内存可以用品牌、型号、容量、 速度、电压等参数来定义。
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10.2 云计算仿真系统—CloudSim
10.2.1 CloudSim基础
1．CloudSim简介
— CloudSim是澳大利亚墨尔本大学云计算与分布式系统实验室开发的一种通用、 可扩展的云计算仿真框架，也是一个云计算仿真工具集，提供了用于描述数据 中心、虚拟机、应用、用户、计算资源和管理策略等核心类。
目录
CONTENTS
第1章 云计算与大数据基础 第2章 云计算与大数据的相关技术 第3章 虚拟化技术 第4章 集群系统基础 第5章 MPI—面向计算 第6章 Hadoop—分布式大数据系统 第7章 HPCC—面向数据的高性能计算集群系统 第8章 Storm—基于拓扑的流数据实时计算系统 第9章 服务器与数据中心 第第1100章章 云云计计算算大大数数据据仿仿真真技技术术
— 使用计算机软件的仿真技术具有经济、安全、可重复和不受气 候、场地、时间限制的优势，是理论推导和科学实验之外人类 认识自然、改造自然的重要手段。
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— 本书前面几章讲解了基于虚拟化的云计算技术、基于集群的云计算技 术和云计算数据中心的相关知识，基于这些技术目前已经有很多的系 统级、算法级和应用级的研究展开，这些开发和研究大多需要仿真平 台。
— 对海量集群资源的模拟仿真一直是是计算机领域的研究课题。在网格计算时代 出现了很多仿真平台，如GridSim、SimGrid、OptorSim、GangSim等，其中Gr idSim的开发团队也是澳大利亚墨尔本大学云计算与分布式系统实验室。GridSi m等网格计算仿真软件没有将云计算体系中的SaaS、PaaS、IaaS层抽象出来， 也没有虚拟化模型和资源管理模型，CloudSim继承了GridSim的编程模型，弥 补了网格计算模拟软件的不足。
— 在对数据中心的经济模型进行仿真时，我们需要对CPU核单价、硬盘空间单价、 内存空间单价、网络带宽单价等进行定义，确定销售经济模型。同时，需要定 义数据中心能耗费用、维护费用、人员成本等，从而综合确定数据中心的经济 模型，对数据中心建成后的营收情况进行预测。
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第10章 云计算大数据仿真技术
《云计算与大数据技术》
第10章 云计算大数据仿真技术
10.1 用参数定义物理设备进行仿真 10.2 云计算仿真系统—CloudSim
— 10.2.1 CloudSim基础 — 10.2.2 CloudSim体系结构 — 10.2.3 CloudSim的使用模型场景 — 10.2.4 CloudSim使用实例
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10.1 用参数定义物理设备进行仿真
下面以一个由4个虚拟机节点组成的集群为例，说明如何使用参数来定义 物理节点，集群的参数信息如表10.1所示。
表10.1 虚拟机性能参数
节点1 节点2 节点3 节点4
计算能力 (MIPS)
300 300 150 150
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10.1 用参数定义物理设备进行仿真
本章的主要内容包括云计算仿真软件CloudSim和云计算系统相 空间模型，通过仿真软件和仿真模型使读者快速掌握云计算仿真 的基础知识。
10.1 用参数定义物理设备进行仿真
在仿真系统中，我们一般将实体的参数提取出来，用变量、对象、数 组来定义现实中的事物在计算机系统中构建被仿真对象。 服务器是数据中心的主要组成部分，我们可以将服务器的计算性能、C PU核数、硬盘大小、内存大小、网络带宽等主要参数提取出来，构建 服务器对象。
10.3 云计算系统相空间模型
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— 计算机仿真是将现实生活中的系统，用计算机软件的方法在计 算机中建立虚拟的替代物，以方便人们研究系统各个方面的性 质。
— 比如，我们可以使用计算机软件对不同气候条件下的导弹的发 射进行建模，模拟导弹的运动轨迹，我们可以对不同型号的导 弹在不同的动力系统条件下的运动轨迹进行反复实验。
CPU 核数
2 2 1 1
硬盘大小 内存大小
(MB)
(MB)
10000
512
10000
512
5000
256
5000
256
网络带宽 (MB)
1000 500 500 1000
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10.1 用参数定义物理设备进行仿真
— 我们可以用数组来定义：