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支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理方法研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 主要研究内容

1.3 论文组织结构

第2章 研究基础

2.1 SaaS服务模式及系统特征

2.1.1 SaaS模式成熟度模型

2.1.2 SaaS系统特征

2.2 虚拟机性能度量

2.3 灰色-马尔科夫理论与RBF神经网络理论

2.3.1 灰色-马尔科夫预测理论

2.3.2 RBF神经网络预测理论

2.4 SaaS资源管理理论

2.5 本章小结

第3章 支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理机制

3.1 间歇性用户使用行为特征分析

3.2 支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理过程

3.3 关键问题及其研究思路

3.4 本章小结

第4章 单间歇性用户使用行为的并发请求数预测算法

4.1 传统预测方法存在的不足

4.2 基于改进的灰色-马尔科夫模型进行并发请求数预测

4.2.1 相对残差比的获取算法

4.2.2 相对残差比的状态分级算法

4.2.3 相对残差比的修正算法

4.2.4 改进的灰色-马尔科夫预测模型的实现

4.3 实验结果分析

4.3.1 实验环境

4.3.2 预测结果分析

4.4 本章小结

第5章 多间歇性用户使用行为的资源占用量预测算法

5.1 虚拟机资源分析

5.1.1 虚拟机性能指标的确定

5.1.2 虚拟机性能模型的建立

5.2 基于RBF神经网络进行资源占用量预测

5.2.1 并发请求数与资源占用量的拓扑结构

5.2.2 并发请求数与资源占用量的映射关系

5.2.3 资源占用量预测算法的实现

5.3 实验结果分析

5.4 本章小结

第6章 支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理方法

6.1 支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理问题描述

6.2 支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理目标

6.3 基于同构虚拟机的SaaS资源管理方法

6.3.1 同构虚拟机启/停规模

6.3.2 同构虚拟机启/停顺序

6.3.3 基于同构虚拟机的SaaS资源管理方法的实现

6.4 实验结果分析

6.5 本章小结

第7章 总结与展望

参考文献

致谢

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摘要

随着互联网技术的发展,SaaS(Software as a Service)作为一种创新的软件应用模式已经兴起。由于其应用领域和实现方式的不同,SaaS应用支持的用户使用行为通常具有一定的间歇性,这种间歇性使各个SaaS服务的业务高峰或低谷并不同步,造成不同的SaaS服务之间资源消耗此消彼长、不确定性较大,导致用户群在使用服务过程中QoS不稳定。然而在支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理的应用领域,还没有成熟的、通用的集群配置方法,也没有准确的数学模型描述,所以如何实现支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理已经成为学者关注的热点和亟待解决的问题。
  为了实现支持间歇性用户使用行为的SaaS资源有效管理,本文提出支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理方法这一研究课题,根据间歇性用户使用行为下并发请求数的多少,即时、动态、合理地调配资源以达到服务的性能目标和资源的节能目标。第一,提出支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理机制,分析间歇性用户使用行为特征,给出支持间歇性用户使用行为的SaaS资源管理过程,并描述此过程中的重要环节,如服务峰值预测、虚拟机性能分析和虚拟机启/停控制等。第二,对支持间歇性用户使用行为的SaaS资源占用量进行预测。此过程包括两部分:一是基于改进的灰色-马尔科夫模型进行单间歇性用户使用行为下并发请求数的预测;二是基于RBF神经网络进行并发请求数与资源占用量的拟合,根据预测的并发请求数进行资源占用量的预测,然后通过实验验证该预测算法的有效性。第三,采用基于同构虚拟机的SaaS资源管理方法,根据并发请求数调整虚拟机集群的规模,对支持间歇性用户使用行为的SaaS资源进行有效管理,并通过实验验证此资源管理方法的有效性。
  与现有的资源管理方法相比,本文提出的SaaS资源管理机制支持间歇性用户使用行为,可以根据并发请求数及资源占用情况来调整虚拟机规模,确保在资源需求高峰时的正常可用及在资源需求低谷时的节约性。

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