多租户环境下容器云资源放置与迁移策略研究
作者单位：重庆邮电大学
学位级别：硕士
导师姓名：熊安萍
授予年度：2022年
学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器]
摘 要：随着容器云平台的蓬勃发展,云中心托管的容器服务数量越来越多,随之承载的租户规模也越来越庞大。租户是向云中心付费的实体,是云任务的发布者,保障租户的服务质量(Qo S)在多租户容器云平台显得尤为重要,同时,节点负载动态变化会引发容器迁移,传统的单一目标迁移策略并不能满足大量租户的差异性需求。基于上述问题,论文重点研究了多租户环境下容器云资源放置和迁移策略,在保障租户Qo S的同时,减少云中心运营成本。论文主要工作如下:1.当前容器云平台的容器放置策略,大多都是从任务或者容器的角度来建模,并不能保证租户的Qo S。为此,提出了基于成本效益的容器资源放置策略,该策略从租户的角度出发,根据租户等级构建租户Qo S模型和租户违约成本模型,并构建容器云平台的资源闲置成本模型;利用改进的鲸鱼优化算法(WOA)以最小租户违约成本为目标求解出待放置容器集合,利用WOA和贪心算法以最小资源闲置成本为目标求解出最优容器放置方案。最后通过仿真实验证明了提出的策略能够在保障租户Qo S的同时,提高云平台资源利用率,减少云中心运营成本。2.节点负载动态变化会影响平台稳定运行,通常采用容器迁移技术来均衡系统负载,而容器迁移会严重影响租户服务质量。基于此,提出了基于多目标选择算法的容器迁移策略(CMS-MCSA),该策略利用节点负载检测算法筛选出待迁移节点,定义了容器对于节点资源的好感度和排斥度,并构建多目标容器选择评价模型,通过求解模型的目标函数得到迁移容器集合和目标节点集合。将本文提出的迁移策略与MU策略和MMT策略进行实验对比,结果表明,CMS-MCSA策略能够在保证较少迁移次数和较低迁移时间的同时,减少容器迁移SLA违约率,且具有较好的集群负载均衡度。研究工作表明,论文提出的容器资源放置策略和CMS-MCSA容器迁移策略,不仅能够有效降低租户SLA违约率,还能够提高容器云平台资源利用率,具有较好的实际意义。
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