基于貝葉斯模型的云服務(wù)qos預(yù)測(cè)和保障研究

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1、分類號(hào)：TP399密級(jí)：公開UDC：004編號(hào)：10299S1308029碩士學(xué)位論文基于貝葉斯模型的云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)和保障研究ResearchonCloudServiceQoSPredictionandGuaranteebasedonBayesianmodel指導(dǎo)教師王良民作者姓名陳偉申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士專業(yè)名稱計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)論文提交日期6月5日論文答辯日期6月2日學(xué)位授予單位和日期江蘇大學(xué)6月答辯委員會(huì)主席____陳國(guó)良____評(píng)閱人______________學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書江蘇大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、國(guó)家圖書館、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社有權(quán)保留本

2、人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致，允許論文被查閱和借閱，同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所將本論文編入《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會(huì)提供查詢，授權(quán)中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社將本論文編入《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》并向社會(huì)提供查詢。論文的公布(包括刊登)授權(quán)江蘇大學(xué)研究生院辦理。本學(xué)位論文屬于不保密□。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含

3、任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果，也不包含為獲得江蘇大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：年月日江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的企業(yè)和個(gè)人使用云服務(wù)。然而云服務(wù)是通過動(dòng)態(tài)的Internet網(wǎng)來提供服務(wù)的，因此云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QualityofService，QoS)會(huì)隨著時(shí)間的推移、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和云主機(jī)負(fù)載等因素的變化而動(dòng)態(tài)變化，又因?yàn)樵朴?jì)算的可靠性，可用性和安全性等特點(diǎn)，云服務(wù)的QoS變化是相對(duì)穩(wěn)定和有規(guī)

4、律的。通過對(duì)云服務(wù)的QoS進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，分配一個(gè)未來一段時(shí)間內(nèi)滿足用戶QoS要求的云服務(wù)，同時(shí)感知可能即將發(fā)生的QoS違規(guī)，對(duì)保障云服務(wù)的QoS具有重要的意義。針對(duì)上述問題，研究人員提出了很多基于預(yù)測(cè)的云服務(wù)QoS保障方案。其中很多方案采用預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)云服務(wù)的QoS狀態(tài)，繼而根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的云服務(wù)分配和保障云服務(wù)滿足用戶QoS要求。但是其中部分方案采用的預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性不高，從而導(dǎo)致云服務(wù)QoS的保障效果不理想，還有部分方案采用的預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性雖然較高，但是卻因?yàn)轭A(yù)測(cè)所需歷史數(shù)據(jù)量大，預(yù)測(cè)開銷大等原因，導(dǎo)致無法對(duì)云服務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)，更不能對(duì)云服務(wù)的整個(gè)過程進(jìn)行很好

5、的預(yù)測(cè)。針對(duì)以上方案的不足，本文引入改進(jìn)狀態(tài)誤差方差的貝葉斯常均值模型對(duì)云服務(wù)的QoS進(jìn)行預(yù)測(cè)，在利用少量歷史數(shù)據(jù)和消耗少量系統(tǒng)資源的情況下，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。同時(shí)提出基于預(yù)測(cè)方法的云服務(wù)QoS保障框架，框架根據(jù)QoS預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行云服務(wù)的分配和感知可能的QoS違規(guī)，對(duì)感知到的QoS違規(guī)提前采取措施，極大地保障了云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。本文提出了一個(gè)基于改進(jìn)的貝葉斯常均值模型的云服務(wù)QoS保障框架，在云服務(wù)扽配階段，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)云服務(wù)QoS并分配給用戶一個(gè)一段時(shí)間內(nèi)滿足用戶QoS要求的云服務(wù)。在云服務(wù)執(zhí)行階段，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)云服務(wù)的QoS和感知QoS違規(guī)，對(duì)QoS違規(guī)采取針對(duì)性措施，從而保障

6、云服務(wù)的QoS。本文的主要工作如下：（1）總結(jié)了現(xiàn)有的用于云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法。詳細(xì)介紹了各個(gè)預(yù)測(cè)方法的原理、推理、證明過程和計(jì)算步驟，以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。（2）針對(duì)現(xiàn)有的云服務(wù)QoS時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法的不足，給出了基于改進(jìn)的貝葉斯常均值模型的云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)方法，詳細(xì)介紹該方法的改進(jìn)之處及預(yù)測(cè)優(yōu)勢(shì)。利用Hadoop集群模擬云服務(wù)平臺(tái)，收集了集群中虛擬機(jī)的QoS指標(biāo)作為預(yù)測(cè)對(duì)象，對(duì)比了幾種時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法的在云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)方面的準(zhǔn)確性和擬合效果。（3）針對(duì)現(xiàn)有的云服務(wù)QoS框架的不足，給出了基于預(yù)測(cè)方法的云服務(wù)QoS保障I基于貝葉斯模型的云服務(wù)QoS預(yù)測(cè)和保障研

7、究框架。詳細(xì)介紹了框架的組成部分，并將QoS框架和預(yù)測(cè)方法相結(jié)合，對(duì)比了幾種方案的QoS保障效果。實(shí)驗(yàn)證明了基于改進(jìn)的貝葉斯常均值模型的云服務(wù)QoS保障框架在QoS保障方面的有效性。關(guān)鍵詞：云服務(wù)，服務(wù)質(zhì)量，貝葉斯常均值模型，時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，保障框架II江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcloudcomputingindustry,thenumberofindividualsandenterpriseswhousecloudservicesbecome