云計算環(huán)境下動態(tài)資源管理關(guān)鍵技術(shù)分析

摘 要：在科技發(fā)展極其迅速的今天，各種各樣的信息處理方式層出不窮，云計算這種信息處理的方式基于它自身的優(yōu)點被防范的運用到各個領(lǐng)域，針對它的研究也多了起來。它是將虛擬技術(shù)作為他的基礎(chǔ)的，提供各種信息處理的服務(wù)為人們提供方便，滿足人們的需要，伴隨著最近幾年網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完善和飛速發(fā)展，云技術(shù)需要處理的信息數(shù)量越來越龐大，并且云計算對于信息數(shù)據(jù)的管理具有動態(tài)和收縮的優(yōu)點，這就造成了在云計算的環(huán)境下資源的管理和調(diào)度會影響到云計算的效果。到今天為止，在云計算環(huán)境下動態(tài)資源管理中很多技術(shù)還有需要改善和需要解決的問題。

關(guān)鍵詞：云計算；資源管理；云技術(shù)；動態(tài)管理

前言

當(dāng)今時代之下，計算機科學(xué)研究是一個十分熱門的話題，云計算的技術(shù)已經(jīng)從最開始的研究發(fā)展到了使用的階段。不管是科學(xué)領(lǐng)域還是其他各行各業(yè)，云計算技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，在這項技術(shù)運用到商業(yè)的過程中，要考慮到資源的利用率以及適用性，因為這兩點關(guān)乎到是否能夠滿足用戶的需求以及能否產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，因此如何處理好對于龐大的資源的分配問題，做好信息處理就是一個急需解決的問題。文章通過對云計算技術(shù)的資源管理的方式進(jìn)行了分析，對于需要改進(jìn)的地方提出了一些改善的建議和見解。

1 云計算中應(yīng)用到的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 對于系統(tǒng)資源的監(jiān)控

資源的監(jiān)控通俗的來講就是對于系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況進(jìn)行一個及時的記錄，短時間的是實時長時間的是非實時，對于資源的監(jiān)控方式又存在著兩種情況，主動和被動。實時監(jiān)控就是一刻不停的對于運轉(zhuǎn)情況進(jìn)行記錄；非實時監(jiān)控顧名思義，就是有周期的對系統(tǒng)運轉(zhuǎn)進(jìn)行一個記錄。主動監(jiān)控是通過主動向系統(tǒng)進(jìn)行一個參數(shù)的搜索，從而進(jìn)行記錄；被動的監(jiān)控就是等待系統(tǒng)主動的發(fā)送參數(shù)，只需要被動的接受即可。由于監(jiān)控會增加資源管理的負(fù)荷，所以在云計算的大背景下我們一般是采用被動的監(jiān)控方式，這樣會減輕系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的壓力，簡單的就是說周期性的等待系統(tǒng)的各個節(jié)點發(fā)出運轉(zhuǎn)參數(shù)的信息，監(jiān)控程序接收后進(jìn)行記載。

chukwa這項非常有效的監(jiān)控方式是通過Hadoop，這樣方式是雅虎開發(fā)出來的。Chukwa是一個可以收集信息的系統(tǒng)，他主要應(yīng)用于資源管理的監(jiān)控方面。Chukwa能夠?qū)⒈O(jiān)控的工作時長、數(shù)據(jù)占用情況、空間剩余大小、程序運行的問題、總體監(jiān)控的情況、系統(tǒng)出現(xiàn)的故障或者是某一各節(jié)點出錯的原因都能夠非常清楚的表現(xiàn)出來。Chukwa能夠提供收集資源的Agent，由Agent收集資源用HTTP傳遞到Cluster的Collector，然后Collector把資源存儲到Hadoop中，而且周期性的MapReduce來分析資源，然后把分析報告發(fā)送給使用者。

1.2 對于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)取

對于系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行取用并不是一個隨隨便便的過程，需要按照一定的要求和準(zhǔn)則去做，對系統(tǒng)內(nèi)的資源通過分布式的方式進(jìn)行一個整合和調(diào)取從而為使用者的滿足各種需求提供便利。如何進(jìn)行資源的取用是一個有難度有深度的技術(shù)，不但要不斷的開發(fā)最合理的資源區(qū)用手段，還要明確資源調(diào)取的終極目標(biāo)，以及如何正確處理資源調(diào)取與客戶的需求發(fā)生的沖突與矛盾。

目前通常的資源調(diào)度目的主要是以下幾種情況：自大的滿足用戶的需要、提高對于資源的使用效率、較低成本的支出提高經(jīng)濟(jì)效益等等。只有明確這些目的，云計算背景下，資源調(diào)用的策略才能合理的制定出來。當(dāng)前最常見的兩類調(diào)取策略分別是性能優(yōu)先和經(jīng)濟(jì)優(yōu)先。

1.2.1 性能優(yōu)先策略

在云計算中最常用到的兩項技術(shù)是虛擬技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將各種零散的資源整合起來從而滿足使用者的各種用途和需求。數(shù)據(jù)中心技術(shù)整合資源的原理兼得的來說就是將底層信息進(jìn)行隱藏，從而滿足客戶的需求和用途。所以說在運用數(shù)據(jù)中心技術(shù)的時候，需要解決的一個難題是怎樣將數(shù)據(jù)合理的整合起來同時又能夠?qū)①Y源合理的進(jìn)行分配。資源管理的好不好可以從系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的效果直接看出來，資源管理良好則系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的效率極高，反之則系統(tǒng)運轉(zhuǎn)出現(xiàn)各種問題。如果能夠制定出合理杰出的資源管理的方案，那么就能夠高效的將分散的物理設(shè)施合理的整合在一起讓各種分散的部分相互配合起來，和諧的共同運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)的性能如何主要體現(xiàn)在反應(yīng)時間的長短、資源的使用效率高低、任務(wù)吞吐的幾率大小等等。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)優(yōu)先策略

從云計算這個概念被提出之初，它的初衷就是減小成本，增加經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，伴隨著市場的開放程度越來越大，公有云和私有云并存的局面是遲早的事，由此可見，能否制定出合理的資源管理策略關(guān)乎到能否節(jié)約成本實現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

競價調(diào)度技術(shù)是一門運用了經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的技術(shù)，它可以對于解決資源的調(diào)取問題起到很大的幫助，這項技術(shù)可以將使用者和供應(yīng)商之間的需求進(jìn)行一個非常有效的調(diào)節(jié)，這類似一個杠桿的原理?？偹苤?，供應(yīng)商能夠得到的利潤越大，它能夠提供的服務(wù)就越好。根據(jù)近幾年的市場觀察，資源的數(shù)量越大，提供的服務(wù)越優(yōu)質(zhì)，它所需要支付的價格也就越高。在經(jīng)濟(jì)優(yōu)先的資源調(diào)度方案中，想要體驗優(yōu)質(zhì)的客戶服務(wù)就要付出相應(yīng)的代價，在云計算的背景之下，使用者如果想要拿到自己想要的資源就要要支付相應(yīng)的費用，因為這些資源都是有償?shù)模Y源的提供者要從中得到一定的利潤。這樣就形成了一個資源供給和需求的一個市場機制，既可以滿足資源需求者的使用需求，又可以使資源提供者獲得相應(yīng)的利益。這樣云計算所提供的資源服務(wù)就會越來越優(yōu)質(zhì)，供應(yīng)商的利潤率也會越來越大，最終形成一個雙贏的局面。

2 對于概率預(yù)測的負(fù)載均衡研究

在資源管理的過程中，由于對各個節(jié)點的控制難度的不同，經(jīng)常會出現(xiàn)節(jié)點的負(fù)載出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，這種情況會導(dǎo)致有的節(jié)點負(fù)載大，有的節(jié)點卻沒有什么負(fù)載，這種不平衡的現(xiàn)象會造成資源不能得到高效率的應(yīng)用，資源的利用率不高會直接影響到云服務(wù)的質(zhì)量。負(fù)載均衡的提出會在很好地解決各個節(jié)點負(fù)載差異性的問題。負(fù)載均衡的實現(xiàn)會直接提升云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，給使用者更好的體驗。

隨著信息處理技術(shù)的不斷提高，集群服務(wù)器的性能得到了不斷地提高并且被十分廣泛的應(yīng)用到了各行各業(yè)，同時使用者也對資源服務(wù)的水平要求越來越高，對負(fù)載均衡的解決方案的需求也越來的越迫切。這幾年來，大量的研究人員對負(fù)載均衡的節(jié)約方案進(jìn)行了大量的研究，比較重點的研究是基于資源調(diào)度的算法，這一算法是通過資源的權(quán)值表和評價函數(shù)來表達(dá)的。

3 遺傳算法的資源調(diào)度方式研究

云計算技術(shù)的根基是虛擬化的技術(shù)，伴著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展和壯大，虛擬化技術(shù)也得到了人們的重視。這幾年來，虛擬技術(shù)之所以能夠發(fā)展的這么好主要是因為計算機技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，多臺虛擬機可以一起在一臺物理機里運行，運行的多臺虛擬機之間并不會相互干擾，這樣運行效率會得到大大的提高。但是并行的虛擬機逐漸增多，為管理也增加了困難，為了更好地管理提出了虛擬機的遷移這一理念。遷移分為內(nèi)存遷移和外設(shè)遷移，一臺機器就相當(dāng)于過去的好幾臺機器，既節(jié)省了及其占用的空間也節(jié)省了經(jīng)濟(jì)投入的成本。然而這么多的虛擬機增加了使用者的等待的時間，是服務(wù)的質(zhì)量有了一定的降低，所以如今的研究方向是既發(fā)展多臺虛擬機運行的同時減少使用者的等待時間，提高客戶體驗質(zhì)量，不斷的根據(jù)技術(shù)的革新去帶給大眾更多更好的使用體驗。

4 雙向競拍資源競價方式研究

當(dāng)前，云存貯資源的調(diào)用面領(lǐng)著兩個十分大的難題，第一個是，如何才能把使用者的具體需求體現(xiàn)在處理器之中，同時提供給使用者優(yōu)質(zhì)的服務(wù)；另一個是資源的調(diào)度是一個復(fù)雜的難題。一個完善的資源管理策略，不光要照顧到計算的性能、存儲的性能，還要符合使用者的各項要求。當(dāng)前，傳統(tǒng)的供應(yīng)商太過注重自身的利潤率，而忽視了服務(wù)質(zhì)量的提高，這樣不但使得服務(wù)器響應(yīng)時間太長，而且不能夠達(dá)到使用者和數(shù)據(jù)之間的雙向選擇關(guān)系，造成了市場的不平衡現(xiàn)象，最大的問題是使得使用者的服務(wù)質(zhì)量大大降低。為了解決這些問題，大量的學(xué)者對此進(jìn)行了長期的研究，提出的解決方案就是雙向競拍機制，這樣的策略不僅僅符合使用者的體驗需求還能夠提高供應(yīng)商的利潤率，達(dá)到雙贏的效果。

5 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展與進(jìn)步，計算機的技術(shù)也變得越來的越成熟，云計算這一項技術(shù)也被運用到了社會上的各行各業(yè)之中。云計算是一門解決復(fù)雜的計算項目以及存儲問題的核心技術(shù)，是資源高效利用和管理的一個先進(jìn)的方法，另外，它可以將分散的資源進(jìn)行一個有效的整合。云計算所提供的服務(wù)之所以受到越來越多的使用者的歡迎，那是因為這一項技術(shù)可以極其方便的支持用戶對于資源的存儲和調(diào)用，它的安全性十分高而且它的使用不受時間和空間的限制，價格也十分的便宜，就如同人們在平常生活中使用水和電一樣的方便，讓人們在平時的生活中帶來更大的便利。能否提升服務(wù)的品質(zhì)和提供合理的價格是能否吸引到用戶的一個關(guān)鍵的因素。簡單的來說，這項技術(shù)提供給用戶的服務(wù)體驗越好，他所需要投入的技術(shù)和成本就越大。除了服務(wù)質(zhì)量本身之外，價格是誰將贏得這場競爭的決定性因素。所以在提供的資源服務(wù)和用戶所需要支付的價格之間存在著十分明顯的正相關(guān)關(guān)系。同時這項技術(shù)的供應(yīng)商也在不斷的完善技術(shù)上的漏洞來提高服務(wù)的平均質(zhì)量，從而可以節(jié)約資源服務(wù)的成本，從而可以適當(dāng)?shù)慕档蛢r格，達(dá)到雙贏的局面。云計算所提供服務(wù)最大的好處就在于它可以幫助使用者將資源進(jìn)行合理的分配和管理，在用戶需要時能夠幫助他們得到自己想要的資源。當(dāng)然，這樣的服務(wù)并不是無償提供的，用戶所受到的服務(wù)體驗越好相應(yīng)的所需要支付的價格也就越高。云服務(wù)的供應(yīng)商如果想要在當(dāng)今的市場中提高己方的競爭里，那么一定要在服務(wù)的價格上下功夫。提供一樣的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，但是價格卻相對更加的低廉，那么對于客戶無疑更加有吸引力，更加容易吸引到客戶群。所以制定一個優(yōu)秀的資源管理策略，既可以滿足用戶對于服務(wù)的需求，也可以竟可能的或許相應(yīng)的利潤，這是一個急需要解決的重要問題。

參考文獻(xiàn)

[1]李冰.云計算環(huán)境下動態(tài)資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2012.

[2]劉文志.網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2012.

[3]劉廉如.動態(tài)服務(wù)資源分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué)，2012.

[4]凡穎.云環(huán)境下動態(tài)資源管理關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].浙江理工大學(xué)，2014.