面向超算云平臺的應(yīng)用干擾分析與預(yù)測關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、超級計算作為科學(xué)研究的重要手段，對現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展具有重大推動作用。長期以來，國內(nèi)外都將研制和應(yīng)用最高性能的超級計算機系統(tǒng)作為保持其科技領(lǐng)先優(yōu)勢的國家戰(zhàn)略。作為下一代計算范式，云計算在學(xué)術(shù)界被深入地研究并在產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行了廣泛地部署，使得云計算服務(wù)模式得到了極大的推廣。研究使用云計算的模式來提供超算服務(wù)，是提高現(xiàn)有超算資源利用率并滿足復(fù)雜QoS需求高性能應(yīng)用的一條高效途徑。然而，云計算廣泛采用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)資源隔離，多種應(yīng)用被整合到同一臺物理

2、機上導(dǎo)致應(yīng)用之間性能相互干擾。目前，學(xué)術(shù)界對云平臺下超算應(yīng)用間的干擾機理分析還不完善，干擾的度量和預(yù)測還沒有精確的模型。針對這些問題，本文設(shè)計了一個面向超算云平臺的性能干擾框架，提出了一種面向超算云平臺的多參數(shù)指數(shù)干擾預(yù)測模型，并進(jìn)行了詳細(xì)地實驗和評測。主要完成了以下三方面的工作：
　　1、設(shè)計了一種干擾感知超算云平臺系統(tǒng)框架，以解決由于負(fù)載整合和資源共享帶來的性能干擾而引起服務(wù)質(zhì)量無法保證的問題。采用分層設(shè)計思想設(shè)計了一種干擾感

3、知的四層框架，包括應(yīng)用層、代理層、調(diào)度層、物理層。并針對四層中對性能干擾的因素進(jìn)行了詳盡的分析。
　　2、提出了一種面向CPU密集型應(yīng)用的性能干擾預(yù)測模型。超算云平臺中大多數(shù)應(yīng)用為CPU密集型應(yīng)用，由于CPU資源競爭產(chǎn)生干擾而導(dǎo)致的性能下降，已有的性能預(yù)測模型不能很好地進(jìn)行預(yù)測。本文針對CPU密集型應(yīng)用特點、虛擬化技術(shù)等方面對超算云平臺中CPU密集型應(yīng)用性能干擾機理進(jìn)行了詳細(xì)地分析?；谠摲治鎏岢隽艘环N多參數(shù)指數(shù)干擾MVEI模型，

4、該模型采用了應(yīng)用特征、物理主機資源利用率以及物理主機上已經(jīng)部署虛擬機資源使用情況作為模型的參數(shù)，最終確定了預(yù)測模型。
　　3、預(yù)測模型驗證與評估。選取典型的CPU密集型應(yīng)用測試基準(zhǔn)，對模型進(jìn)行評估，并對模型的參數(shù)進(jìn)行驗證。利用該模型對超算云平臺進(jìn)行測試，實驗結(jié)果表明，與線性與二次模型進(jìn)行比較顯示本文提出的模型具有更高的精確度。為了進(jìn)一步驗證模型對更加復(fù)雜場景的預(yù)測效果，本文還選取了一些通用負(fù)載對模型進(jìn)行評估，實驗結(jié)果表明，除了已考