虚拟计算系统中的自适应资源控制策略冲突与协调机制研究

在虚拟计算系统中，自适应资源控制策略实现了虚拟机资源的动态自适应的按需控制分配，提高了计算系统资源的利用率。但是，系统资源的自适应控制分配是有代价的，它增加了资源控制策略的设计和实现复杂性，并且虚拟机中多种资源控制策略组合和相互影响可能引发资源控制策略冲突问题，影响到资源自适应控制机制的稳定性和系统性能。.针对上述问题，本项目拟从虚拟计算系统中的自适应资源控制策略组合冲突以及虚拟机对共享资源控制的相互影响的角度出发，研究虚拟计算系统中自适应资源控制策略组合的策略相容性和协调机制问题，提出控制策略相容性度量模型和评价方法，以及消解策略冲突的相容策略设计和协调机制设计方法，以解决虚拟计算系统中存在的资源控制策略冲突问题，实现虚拟计算系统资源的自适应动态管理和高效利用目标。

在虚拟计算系统中，由于多个虚拟机共享相同的硬件资源，在高并发情况导致虚拟机资源分配控制冲突问题，造成应用服务质量下降。项目针对在多虚拟机服务聚合场景中，多虚拟机的资源自适应分配和控制问题，提出了基于模糊控制理论的自适应控制模型，以及模糊控制策略规则的学习和动态构建方法。针对多虚拟机之间的对共享资源竞争和自适应资源控制分配策略冲突问题，提出一种基于市场机制的多虚拟机资源自适应协同分配策略。针对自适应控制策略组合相容性问题，基于非合作博弈理论，提出虚拟机资源分配策略竞争冲突的协调机制和标价模型，设计了各虚拟机的效益函数，优化各博弈参与者对资源的标价使得系统总体效用最优。我们建立了针对虚拟计算系统的资源分配和调度的性能模型，负载特征参数，设计了VM行为识别和虚拟化环境下的资源竞争分配算法。在 XEN 虚拟机上设计实现了多虚拟机计算测试环境和原型系统，通过典型工作负载的系列实验验证了本项目提出的模型和算法，结果表明本文模型和算法在虚拟机多资源竞争环境下基本达到了模型设计目标，提高了虚拟计算系统的性能和服务质量。