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曹嵘晖答辩公告
浏览次数:日期:2019-12-02编辑:研究生教务办1

答辩公告

论文题目

分布式多云架构下的资源级联技术研究

答辩人

曹嵘晖

指导教师

李克勤

答辩委员会

主席

骆嘉伟教授

学科专业

计算机科学与技术

学院

信息科学与工程学院

答辩地点

国家超级计算长沙中心202会议室

答辩时间

2019123

下午3:00

学位论文简介

近年来,随着云用户规模的不断扩大和云服务种类的不断增加,传统单云平台在服务稳定性、集群节点扩展能力、存储资源安全等方面正在面临前所未有的挑战。如何推进云计算环境和使用模式在当今网络条件下从“单云”到“多云”的转变,提升云计算平台的基础设施服务能力,满足日益增长的新兴互联网人工智能等应用对云计算能力与各类云服务的迫切需求,已成为目前云计算平台研究领域亟需解决的瓶颈问题。本文以OpenStack 云平台为研究对象,以构建原生多云资源级联环境为研究目标,从计算、存储、网络三类资源管理及其衍生的服务机制等方面开展关键技术研究,主要研究内容和创新点如下:

1)提出了OpenStack 基础多云级联资源管理架构。针对传统单云平台集群规模扩展受限和资源管理瓶颈的问题,通过深入分析OpenStack 平台中各组件的运行机制和内在联系,提出一种OpenStack 基础多云级联资源管理架构。优化对多云环境下各OpenStack 实例上资源的调度途径,研发基于OpenStack 平台的原生组件网关接口和相应的资源管理策略。通过单云OpenStack 平台和OpenStack多云实例级联平台的真实环境对比测试,表明基础多云级联资源管理架构能有效地完成对多个OpenStack 云平台上资源的整合管理,实现OpenStack 原生调度。同时在大规模计算集群测试环境下,多云平台的任务处理效率较之单云平台要更高。

2)提出了一种OpenStack 多云级联架构下的计算存储资源管理组件,实现可扩展的原生块存储灾备机制。基于基础多云级联资源管理架构,进一步优化OpenStack 多云环境下计算、存储资源的管理方案,实现两类资源在多云环境下的级联管理组件化。基于该组件,实现一种可扩展的块存储灾备机制,为大规模集群中存储资源的灾备提供基于原生OpenStack 多云架构的解决方案。通过真实的多云环境下试验,其结果表明该机制能快速实现多个云实例间存储资源的同时灾备功能,且该组件可以直接运行在OpenStack 实例中。

3)提出了一种OpenStack 多云级联架构下的虚拟机自动迁移决策机制。针对多云环境下VM 无法跨域共享资源的限制,基于OpenStack 多云级联架构下的计算存储资源管理组件,提出一种针对OpenStack 多云平台的VM 冷迁移方案。由于冷迁移过程中关机备份引起的迁移时间过长,从而导致用户云服务体验下降,结合VM 访问时段预测、节点资源利用率以及VM 迁移时长三个因素,通过AHP 方法实现多云级联架构下的虚拟机自动迁移决策机制。真实多云环境实验结果证明了该机制的有效性和高效性,有效降低了因虚拟机突发迁移带来的用户宕机体验率。

4)提出了一种OpenStack 多云级联架构下的网络管理组件,实现跨云网络QoS 管理机制。与传统单云平台中网络资源的本地请求,本地使用,本地处理的方式不同,多云环境中的分布式集群架构对网络资源的要求和依赖性都会更高。为此,基于基础多云级联资源管理架构,首先提出一种OpenStack 多云级联架构下的网络管理组件,实现跨云间的网络资源自动化部署及原生网络互连。考虑多云环境下网络的复杂性、灵活性,以及云用户对网络服务稳定性的高要求,基于该组件实现了一种跨云网络QoS 管理机制。最后通过真实多云环境下的测试和评估,验证了该机制和有效性和扩展性。



主要学术成果

[1]   Ronghui Cao, Zhuo Tang, Kenli Li and Keqin Li. HMGOWM: A Hybrid Decision Mechanism for Automating Migration of Virtual Machines[J]. IEEE Transactions on Services Computing, 2018, DOI: 10.1109/TSC.2018.2873694. (第一作者,中科院二区,JCR一区,IF=5.707)

[2]   Ronghui Cao, Zhuo Tang, Chubo Liu and Bharadwaj Veeravalli. A Scalable Multicloud Storage Architecture for Cloud-Supported Medical Internet of Things[J]. IEEE Internet of Things Journal, 2019, DOI: 10.1109/JIOT.2019.294626. (第一作者,中科院一区,JCR一区,IF=9.515)


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