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基于负载均衡的农业信息服务云平台的设计

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.1.1 课题背景

1.1.2 课题意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 农业信息化概念

1.2.2 国外研究现状

1.2.3 国内研究现状

1.3 研究目标及内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.4 本文组织结构

第二章 相关技术

2.1 云计算

2.1.1 云计算发展背景

2.1.2 云计算定义

2.1.3 云计算的技术特点

2.1.4 云计算应用分类

2.2 OpenStack

2.2.1 OpenStack架构

2.2.2 OpenStack核心组件

2.3 云资源管理

2.3.1 云资源定义

2.3.2 调度策略分类

2.3.3 云资源调度性能指标

2.4 本章小结

第三章 农业信息服务云平台架构设计与实现

3.1 系统架构设计

3.1.1 平台整体架构设计

3.1.2 各模块功能分析

3.2 农业信息服务云平台的系统实现

3.2.1 多节点部署OpenStack

3.2.2 用户管理模块

3.2.3 资源监控模块

3.2.4 资源调度模块

3.2.5 运行效果

3.3 本章小结

第四章 云资源调度策略的改进

4.1 需求分析

4.1.1 平台原有调度策略分析

4.1.2 调度算法对比分析

4.2 云计算动态资源管理系统

4.3 算法的设计

4.4 本章小结

第五章 系统测试及验证

5.1 实验环境简介

5.2 系统性能测试

5.2.1 测试方法

5.2.2 测试结果及分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的科研成果

声明

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摘要

在中国农业信息化的发展过程中,大量的农业知识、数据、资源、技术和市场需求等信息无法在农村地区广泛迅速地传播,基层农业人员无法获得有价值的相关信息,即存在“最后一公里”现象。针对这一问题,本文提出了一种基于OpenStack的农业信息服务云平台架构。该云平台面向农业科研机构、农业企事业单位及农户个人提供农业信息发布、信息查询和高性能的计算、存储等软硬件资源共享服务。本文的主要工作如下:
  首先,提出了基于Openstack的农业信息服务云平台架构。在调研国内外农业信息化的研究现状的基础上,结合我国农业信息化需求的特点,提出了农业信息服务云平台的设计架构。该平台采用系统层次结构,分为基础层、应用服务层、管理层和接入层。层与层之间使用标准的接口设计,实现单点登录,统一管理。在已有的设施基础上,部署Openstack,搭建综合服务云平台,从而实现农业相关资源的整合、农业信息的发布和检索、农业生产管理和交互服务。
  然后,对于农业信息服务云平台的资源调度策略进行改进。针对农业信息服务的复杂性、多样性、实时性的特征,对OpenStack的原有调度策略进行改进,提出了一种基于虚拟机迁移的动态资源调度策略,使农业信息服务云平台能更好地适应农业信息负载的动态变化。
  最后,对于改进的调度算法性能进行实验仿真验证。利用Cloudsim仿真软件,对比改进后的调度算法与常用的调度算法。实验结果表明,改进的调度算法能较好地保证负载均衡,同时节能效果良好,在不违反服务等级协议(SLA)的前提下,数据中心的整体能耗和响应时间都明显降低。

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