（计算机软件与理论专业论文）基于虚拟化技术的多租户应用系统性能隔离算法研究.pdf

r 。1 1 。- 。- - 。1 。1 。 原创性声明及关于学位论文使用授权的声 厶 、 i 原创性声明 日日 明 。v v 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：至堑退日 期：兰! ! 兰! ! 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 敝储虢且新签名蛳 期：兰! 垒! 墨f i 毫 1 2 4 资源调度5 1 2 5s a a s 应用产业界的现状6 1 3 研究内容以及主要工作7 1 4 研究意义8 1 5 论文结构8 第二章基于虚拟化技术的多租户应用性能隔离框架l o 2 1 框架的需求一l o 2 2 框架的总体结构1 l 2 3 框架的组成1 3 2 3 1 服务管理子系统1 3 2 3 2 自适应管理平面1 4 2 3 3 虚拟机监控器1 4 2 3 4 虚拟机1 4 2 3 5 系统资源池1 5 2 4 虚拟化技术在框架中的应用1 5 2 5 框架的工作原理一1 7 2 6 本章小结一1 9 第三章虚拟资源预分配以及准入控制机制与算法2 0 3 1 服务等级协议2 0 3 2 租户资源预分配一2 3 3 2 1 算法的提出2 3 7 8 9 4 5 4 4 4 5 5 山东大学硕士学位论文 t a b l eo f c o n t e n t s a b s t r a c ti nc h i n e s e i a b s t r a c ti ne n g l i s h h i c h a p t e rl i n t r o d u c t i o n 1 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n d 1 1 2r e l a t e d1 p i v t ) r k s 2 1 2 1r e s e a r c ho ns a a sa p p l i c a t i o n s 3 1 2 2r e s e a r c ho nv i r t u a l i z a t i o nt e c h n o l o g y 4 1 2 3r e s e a r c ho ns l aa n dq o s 5 1 2 4r e s e a r c ho nr e s o u r c es c h e d u l i n g 5 1 2 5c u r r e n ts i t u a t i o no f s a a si n d u s t r i a lc o m m u n i t y 6 1 3m a i nw o r ka n di n n o v 撕o n 7 1 4r e s e a r c hs i g n i f i c a n c y 8 1 5o r g a n i z a t i o no f t _ h i sp a p e r 8 c h a p t e r2 f r a m e w o r ko fm u l t i t e n a n tp e r f o r m a n c ei s o l a t i o nb a s e d0 1 1v i r t u a l i z a t i o n 1 ( ) 2 1r e q m r e m e n to f f r a m e w o r k 一1 0 2 2o v e r a l ls t r u c t u r ef r a m e w o r k 1 1 2 3c o m p o n e n t so ff r a m e w o r k 1 3 2 3 1s e r v i c em a n a g e m e n ts u b s y s t e m 1 3 2 3 2s e l f - a d a p t i n gm a n a g e m e n tp l a n a r 1 4 2 3 3v i r t u a lm a c h i n em o n i t o r 1 4 2 3 4v i r t u a lm a c h i n e 1 4 2 3 5r e s o u r c ep o o l 1 5 2 4v i r t u a l i z a t i o nt e c h n o l o g yo ff r a m e w o r k 1 5 2 5f r a m e w o r ko p e r a t i o n s 1 7 2 6s u m m a r y 1 9 c h a p t e r3 m e c h a n i s mo fv i r t u a lr e s o u r c ep r e a l l o c a t ea n da d m i s s i o nc o n t r o l 2 0 3 1s e r v i c e l e v e l - a g r e e m e n t 。2 0 3 2v i r t u a lr e s b u r c ep r e a l l o c a t ea r i t h m e t i c 2 3 山东大学硕士学位论文 3 2 1s t a t e m e n to f a r i t h m e t i c 2 3 3 2 2v i r t u a lr e s o u r c ep r e a l l o c a t ea r i t h m e t i c 2 3 3 3a d m i s s i o nc o n t i o la r i t h m e t i c 2 7 i 3 3 1s t a t e m e n to f a r i t h m e t i c 2 8 3 3 2a d m i s s i o nc o n t r 0 1a r i t h m e r l e 2 8 3 4s u m m e r y 3 2 c h a p t e r 4r e s o u r c ed y n a m i cr e g u l a t i o na r i t h m e t i cb a s e do nu s e r - e x p e r i e n c e 3 3 4 1u s e r - e x p e r i e n c e 3 3 4 1 1d e f i n i t i o no f u s e r - e x p e r i e n c e 3 3 4 1 2m o d e lo f u s e r - e x p e r i e n c e 3 3 4 2r e s o u r c ed y n a m i cr e g u l a t i o na r i t h m e t i c 3 5 4 2 1s t a t e m e n to f a r i t h m e t i c 3 5 4 2 2r e s o u r c ed y n a m i cr e g u l a t i o na r i t h m e t i c 3 6 4 3s u m m e r y 3 9 i c h a p t e r5e x p e r i m e n t sa n d v a l i d a t i o n 4 0 i 5 1f r a m e w o r kp r o t o t y p e 4 0 5 2p r o t o t y p ev a l i d a t i o no fp e r f o r m a n c ei s o l a t i o n 4 0 5 3v 甜i d a t i o no f a d m i s s i o nc o n t r o l 一4 3 5 4v a l i d a t i o no f r e s o u r c ed y n a m i cr e g u l a t i o n 4 3 5 5s u m m a r y 4 6 c h a p t e r6 c o n c l u s i o na n df u t u r ew o r k 4 7 6 1c o n c l u s i o n 4 7 6 2f u t u r ew o r k 4 8 r e f e r e n c e s 4 9 a c k n o w l e g e m e n t 5 4 p u b l i s h e dp a p e r 5 5 山东大学硕士学位论文 摘要 随着互联网技术的发展和应用软件的成熟，将软件作为一种服务形式提供给 客户的需求逐渐增加，对新型软件交付技术的研究已经成为当下的趋势，而s a a s ( s o f t w a r ea sas e r v i c e ) 这个新的模式出现正是顺应了当前的软件市场的要 求，它可以帮助软件开发商通过提供服务的形式赢得客户。作为s a a s 应用的核 心技术，多租户正受到越来越多的重视，s a a s 的多租户的思想是将多个租户的 数据和业务流程托管存放在s a a s 服务商的同一服务器组上，其目的是允许多个 租户共享软硬件资源，提高资源利用率，降低分摊在单个租户上的平均基础设施 和管理成本。 虽然多租户可以提高资源的利用率但是同时也存在着一些问题，在多租户场 景下，所有租户共享软硬件资源，如何保证各租户之间的性能隔离是多租户应用 面临的问题之一：从租户的角度看，由于租户的s l a 可能各不相同，因此我们需 要保证多个租户的服务质量同时得到满足；从服务提供商的角度看，也需要实现 各租户资源使用的合理化和提高租户对服务的满意度，因此对于多租户环境下隔 离机制以及相关算法的研究己然成为当前的热点和难点，多租户应用迫切的期望 有相应的技术来解决租户之间的性能隔离问题。 针对这些问题，本文在对多租户环境下的性能隔离机制进行了深入的研究分 析之后，选择了虚拟化技术作为性能隔离机制的基础，同时在虚拟化技术之上辅 以准入控制技术以及用户体验的思想保证租户的服务质量以及服务资源的动态 调整，基于以上思想本文的主要工作如下： ( 1 ) 提出一个基于虚拟化技术的多租户性能隔离架构，由虚拟层、管理层， 中介层构成。该框架的提出主要解决了s a a s 应用下租户之间的性能隔离问题， 同时使得多租户环境对单个租户来说是透明的。 ( 2 ) 在多租户性能隔离框架的基础之上提出了一种租户服务质量的管理机 制，该机制的主要思想是对租户共享资源进行逻辑隔离的基础之上应用准入控制 技术对租户的服务请求进行限制，从而解决了在性能隔离的基础之上的多租户 s l a 管理的问题。 山东大学硕士学位论文 l! ii i 量罾皇量皇量量量曼量曼邑鼍 ( 3 ) 提出了s a a s 应用下租户体验度的定义以及评测和计算租户体验度的公 式和方法，提出了一种在多租户性能隔离架构上基于租户体验度的服务资源配置 机制。该机制以租户的体验度为依据，通过对虚拟资源的动态配置，主要解决了 如何在性能隔离的情况下保证多租户的资源共享，同时尽可能的满足租户的访问 需求。 最后通过构建基于虚拟化技术的原型系统验证了本文提出的框架和相关算 法的有效性，本文通过对多租户应用的隔离机制进行的探索性研究，提出了基于 虚拟化的性能隔离框架，该框架融合了计算机科学的多个领域，为多租户应用的 性能隔离的研究提供了新的思路和方法，同时也为推进s a a s 应用的发展提供了 一定的动力，这使得本文的研究内容不但具有理论价值而且具有一定的商业推广 价值。 关键字：s a a s | 虚拟化；s l a ；用户体验； a b s t r a c t h lt l l ew a k eo ft h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r kt e c h n o l o g ya n dt h em a t u r a t i o n o f s o 鲰 ，a r ea p p l i c a t i o n ，t h er e q u i r e m e n t so ft a k i n gs o f t w a r e 嬲as e r v i c eo b t a i n e df o r c u s t o m e r si sg a t h e r i n g t h er e s e a r c ho fn e w - s t y l es o f t w a r ed e l i v e r yt e c h n o l o g i e si s 仇ec u r r e n t 仃e n d s h o w e v e lt h ea p p e a r a n c eo fs a a s ( s o f f w a r e 笛as e r v i c e ) i s i n c o n f 0 瑚a i l c ew i t l lt h er e q u i r e m e n to ft h es o f t w a r em a r k e t ，w h i c hc a nh e l pt h ei s v w i t hg a i n i n gt h ec u s t o m e r si nt h ef o r mo fs e r v i c e s a st h ec o r et e c h n o l o g yo fs a a s a p p l i c a t i o n ，m u l t i t e n a n c yi sg e t t i n gm o r ea n d m o r ea p p r e c i a t e m u l t i - t e n a n to fs a a s i st a k i n gt h ed a t aa n db u s i n e s sf l o wo fm u l t i p l ec l i e n t si nt h es a m es e r v e ro fs a a s s e i c ep r o v i d e r ，w h i c ha l l o w sm u l t i p l ec u s t o m e r st os h a r es o f t w a r ea n dh a r d w a r e r e s o u f c e s ，i n c r e a s et h eu t i l i z a t i o no fr e s o u r c ea n dr e d u c et h eo v e r h e a d c o s to fe v e r y t e n a n t m u l t i _ t e n a n tc 锄i n c r e a s et h eu t i l i z a t i o no fr e s o u r c e ，h o w e v e l i te x i s t sal o to f p r o b l e m sa tt h es 锄et i m e i nt h ee n v i r o n m e n t o fm u l t i t e n a n t ，a l lo ft h ec u s t o m e r s s h a r et h es 孤1 l er c s o u r c o ，h o wt oe n s u r et h ep e r f o r m a n c ei s o l a t i o no f e v e r yt e n a n ti sa d i f f i c u l t yp o i n to fm u l t i - t e n a n ta p p l i c a t i o nr e s e a r c h f r o m t h ep e r s p e c t w eo ft e n a n t s ， 觞也es l ao ft e n a n t sm a yb ed i f f e r e n t ，w em u s te n s u r et h eq u a l i t yo f s e r v i c eo fe v e r y t e n a i l tc 锄b es a t i s f i e ds i m u l t a n e o u s l y f r o mt h ep e r s p e c t i v eo f s e r v i c ep r o v i d e r , h o w t oa c h i e v et h er a t i o n a l i z a t i o no ft e n a n t sr e s o u r c eu s a g ea n di m p r o v et h ed e g r e e0 t s 撕s f a c t i o no fc u s t o m e r si sa l s ot h er e q u i r e m e n t a sar e s u l t ，t h er e s e a r c h a b o u t p e d 0 m a n c ei s o l 撕o nm e c h a n i s ma n di n t e r r e l a t e d a r i t h m e t i ci nt h em u l t i t e n a n t 胁v i r o n m e n th a sb e c o m et h ef o c u so fs t u d y ；m u l t i - t e n a n ta p p l i c a t i o ne x p e c t s t h e r ea r e s o m et e c h 0 1 0 西e sw h i c h c a l lr e s o l v et h ep r o b l e m so fp e r f o r m a n c ei s o l a t i o n nc o 皿e c t i o nw i t ht h e s ep r o b l e m s ，t h i sa r t i c l eh a sr e s e a r c h e dt h ep e r f o r m a n c e i s o l a t i o nm e c h a n i s mo fm u l t i t e n a n ta n ds e l e c t st h ev i r t u a l i z a t i o nt e c h n o l o g y 鹊t h e f o u n d 撕o no fp e r f o r m a n c ei s o l a t i o nm e c h a n i s m , i nt h em e a nt i m e ， w ea p p l y a ( 1 】f 1 1 i s s i o nc o n t r o lt e c h n o l o g ya n dl l s e r e x p e r i e n c ec o n c e p tt oe n s u r e t h eq o so f c u s t o m e r s 锄da c _ h i e v et h ed y n a m i cr e g u l a t i o no fr e s o u r c e ，t h eg r o u n dw o r ko ft h e a r t i c l ei s 嬲f o l l o w s ： ( 1 归r o p o s e am u l t i - t e n a n c yp e r f o r m a n c e i s o l a t i o nf r a m e w o r kb a s e d 0 n 访n u a l iz a ：t i o nt e 幽l o g y ，i tc o n s i s to fv i r t u a l i z a t i o nl a y e r ，m a n a g e m e n tl a y e ra n d l l i 一 山东大学硕士学位论文 a g e n tl a y e r t h i sf r a m e w o r km a i n l yr e s o l v e st h ep r o b l e mo fp e r f o r m a n c ei s o l a t i o no f t e n a n t si nt h es a a se n v i r o n m e n t ( 2 ) p r o p o s eaq o sm a n a g e m e n tm e c h a n i s mo ft e n a n tb a s e do nt h ef r a m e w o r k t h e m a i ni d e ao ft h em e c h a n i s mi sa p p l y i n ga d m i s s i o nc o n t r o lt e c h n o l o g yt or e s t r i c tt h e s e r v i c er e q u e s t so ft e n a n tb a s e do nl o g i c a ls e p a r a t i o no ft e n a n t s s h a r e dr e s o u r c e ，t h i s m e c h a n i s mr e s o l v e st h ep r o b l e mo ft e n a n t s s l am a n a g e m e n tb a s e do np e r f o r m a n c e i s o l a t i o n ( 3 ) p r o p o s et h ed e f i n i t i o no ft e n a n te x p e r i e n c ea n dc o m p u t i n gm e t h o do fi ti nt h e s a a s e n v i r o n m e n t ，p r o p o s ear e s o u r c ea l l o c a t i o nm e c h a n i s mb a s e do nt e n a n t e x p e r i e n c eo ft h ep e r f o r m a n c ei s o l a t i o nf r a m e w o r k t h em e c h a n i s md y n a m i c a l l o c a t e st h ev i r t u a lr e s o u r c ea c c o r d i n gt ot e n a n te x p e r i e n c ed e g r e e t h i sm e c h a n i s m r e s o l v e st h ep r o b l e mo fr e s o u r c es h a r i n go fm u l t i - t e n a n tb a s e do i lp e r f o r m a n c e i s o l a t i o na n ds a t i s f y i n gt h er e q u i r e m e n t so ft e n a n t si nt h eb e s t a tl a s t ，w ec o n s t r u c ta p r o t o t y p eo ft h ef r a m e w o r ka n dv a l i d a t et h ev a l i d i t yo ft h e r e l a t e dm e c h a n i s ma n da r i t h m e t i c t h i sa r t i c l ep r o p o s e saf r a m e w o r ko fp e r f o r m a n c e i s o l a t i o no fm u l t i - t e n a n tb a s e do nv i r t u a l i z a t i o nt e c h n o l o g yb ym e a n so ft h er e s e a r c h o fm u l t i - t e n a n ta p p l i c a t i o ni s o la t i o nm e c h a n i s m t h ef r a m e w o r kf u s e sm a n ya r e a so f c o m p u t e rs c i e n c e ，p r o v i d e s an e wm e t h o df o rt h er e s e a r c ho fm u l t i t e n a n t p e r f o r m a n c ei s o l a t i o nm e c h a n i s ma n dm o t i v a t e st h eg r o w t ho fs a a s ，s ot h er e s e a r c h r e s u l t so ft h i s a r t i c l eh a v en o to n l yt h et h e o r e t i c a lv a l u eb u ta l s ot h ec o m m e r c i a l v a l u e k e yw o r d s ：s a a s ：v ir t u a ii z a t i o n ：s l a ；u s e r e x p e r i e n o e 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 作为文章的开始部分，本章首先提出了研究的背景，在对相关研究进行综述 的基础上提出了本文的主要研究内容和创新点，最后给出文章的研究意义与结构 框架，全文以综述展开总结的结构组织内容，清晰地对主要结论进行了 论证。 1 1 研究背景 随着时代的发展，计算机软硬件方面的新技术层出不穷，人们越来越习惯于 利用互联网来获取信息，i n t e r n e t 的发展在经历了计算机互联、w e b 互联等阶段 正在向更加贴近终端用户的方向发展，与此同时，软件交付模式也在慢慢的发展， 在传统模式下客户为使用软件而购买许可证，并在属于客户的硬件上安装软件， 供应商则根据许可证协议或技术支持协议提供支持【l 】，而随着新的软件交付模式 的出现，越来越多的服务提供商将自己的应用过渡到服务的方式为客户提供具体 应用，同时越来越多的客户也希望软件能以服务的形式来按需使用，s a a s 服务 模式的出现顺应了当下的趋势，使软件生产者变成了服务提供者，改变了软件交 付和用户使用的方式。 软件即服务( s o f t w a r ea sas e r v i c e ，s a a s ) 的出现对软件产业发挥了重 大影响，因为它改变了人们构建、销售、购买以及使用软件的方式。s a a s 应用 通过计算机网络尤其是i n t e r n e t ，以服务的形式交付。在这种模式下，客户不 再像传统模式那样花费大量投资用于硬件、软件、人员，而只需要支出一定的租 赁服务费用，通过互联网便可以享受到相应的硬件、软件和维护服务，享有软件 使用权和不断升级。s a a s 使得软件以互联网为载体的服务形式被客户使用，实 现了企业按需的业务管理。s a a s 应用通常基于一套标准软件系统为成百上千的 不同客户( 又称租户) 提供服务，可以有效地降低服务交付费用，多个租户将其数 据和业务流程托管存放在s a a s 服务商的同一服务器组上，相当于服务商将一套 在线软件同时出租给多个公司，每个租户只能看到自己的数据，由服务商来维护 这些数据和软件2 】【3 】，这便是s a a s 的多租户技术。 山东大学硕士学位论文 多租户技术是s a a s 应用的核心技术之一，其基本思想是，通过在多个客户 之间复用软硬件资源，有效地降低s a a s 应用的成本。典型的多租户模式如下： 每个客户开始时都使用应用程序的同一版本。数据存储在共享数据库中，但每个 客户只可以访问自己的信息。整个应用程序由所谓的元数据( m e t a d a t a ) 来描述： 元数据就是命令指示，描述了应用程序如何运行的各个方面。如果客户想定制应 用程序，可以创建及配置新的元数据，以描述新的数据库字段或所需行为。多租 户技术对于s a a s 应用来说至关重要，s a l e s f o r c e 的首席执行官m a r cb e n i o f f 也认为多租户架构是s a a s 取得成功的关键，多租户技术是当前学术界研究的重 点内容。 但是，当前多租户的研究面临很多的困难： 1 各租户之间的性能隔离 多租户技术由于共享资源，因此一个租户的行为会对其他租户的性能产生影 响，如果没有隔离机制的保证将会导致租户内部之间的资源竞争，因此如何平衡 多租户环境下的资源共享与隔离是该领域研究的难点。 2 多租户服务质量的定制 多租户服务质量定制是指对于同一个多租户应用来说，各个租户对服务质量 的需求可能是各不相同的，而如何为不同的客户在这同一套共享资源上提供服 务，并保证多租户的多q o s 需求得到满足是多租户技术中的难点。 3 基于租户的资源动态调整 多租户技术的目的就是能够最大化服务平台上共享资源的利用率，如何根据 租户的行为调节资源的分配情况不但有利于总体资源利用率的最大化而且有利 于提高租户对服务的满意度。 本文针对这些难点提出一个框架，该框架以虚拟化技术为基础融合了访问控 制技术和用户体验的思想，重点研究了多租户的性能隔离机制，为多租户应用的 推广和普及提供了理论和技术基础。 1 2 相关研究现状 本文针对多租户应用性能隔离的问题，涉及了虚拟化技术、服务质量控制技 术以及资源调度技术，我们现在将对相关技术的研究进行简要的介绍。 2 - 山东大学硕士学位论文 1 2 1 多租户应用隔离机制研究 多租户应用模式的核心思想是：应用程序的一个实例可以处理多个客户的请 求，在多租户应用程序设计和实现中需要考虑三个关键方面： 资源共享机制：减少每个租户的硬件、软件和管理成本； 隔离机制：防止租户之间的非法访问、冲突和干扰； 定制机制：通过配置方法支持与租户相关的u i 、访问控制、数据模型。 目前在学术界对于s a a s 以及多租户的隔离机制的相关研究已经有了很多的 成果。 在文献 4 里提出了一个基于多租户的s a a s 应用框架，其中包括了数据隔 离，性能隔离和相关配置。该框架的一个显著特点就是使用相同应用实例的租户 们在安全、性能、可配置等方面不会相互影响。框架对于租户和服务提供商来说 都有好处，对于租户来说可以节约成本，而对于服务提供商来说屏蔽了多租户应 用的相关实现细节。虽然文章对于多租户的性能隔离提出了一个启发性的模式， 但是文章对于该模式并没有相关的算法和实验来支持。 文献 5 】提出了四种软件即服务的成熟度模型，成熟度的第一级类似于2 0 世 纪9 0 年代传统的应用服务供应商( a s p ) 提供软件的模式。在第二级成熟度上， 所有实例都使用相同的代码实施，供应商提供详细的配置选择，让客户能改变应 用的外观和行为。对于第三级成熟度是高性能的多租户架构，供应商借助单个实 例来满足不同客户的需求，并采用可配置的元数据为不同的用户提供独特的用户 使用体验和特性集。从最终用户的角度来看，不会察觉到应用是与多个用户共享 的。第四级成熟度也是最高级成熟度，这时供应商在负载平衡的服务器群上为不 同客户提供主机服务，运行相同的实例，不同客户的数据彼此分开，可配置的元 数据可以提供独特的用户体验与特性集。 文献 2 0 】提出了一个多租户环境下的服务性能隔离框架s p i n ，该框架考虑了 多租户环境下性能隔离的三个需求，分别是隔离需求，高效性需求以及自适应需 求，为了满足上述需求，对于隔离性需求来说，框架主要采用检测租户资源使用 的思想，框架提了一个面向租户的资源使用统计算法，统计各租户请求服务时的 资源消耗，然后对资源消耗过多的租户进行限制来达到性能隔离的目的，文章虽 然给出了框架的实现以及相关的实验数据，但是该框架缺少对于租户s l a 的考 山东大学硕士学位论文 虑。 1 2 2 虚拟化技术相关研究 虚拟化技术就是将某种形式的东西以另外一种形式展现出来，对计算机进行 虚拟化就是要将计算机以多台计算机或一台完全不同的计算机的形式呈现出来。 在虚拟化技术中，则可以同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多 个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的c p u 或者是虚拟主机上。对 于虚拟化的实现来说通常有3 种方法，分别是：完全虚拟化、半虚拟化以及操作 系统虚拟化，虚拟化技术已经成为一个重要的新的技术领域而且为性能隔离、可 移植性和灵活性提供了更多的选项。 目前，虚拟技术可以用来实现多租户之间的隔离以及隔离管理【1 2 】【”】，文献 1 2 】 指出传统的软件都不是为多租户设计的，而文章中利用虚拟化技术对传统的软件 进行尽可能少的修改，使其能够适应多租户环境下的系统管理和网络管理。文章 以o p e n n m s 系统，将o p e n n m s 的后台系统通过虚拟化技术进行隔离，该部分 是o p e n n m s 的核心系统，该部件的隔离保证了不同租户的隔离，对于前台的用 户交互界面则部署在一个t o m c a t 容器中，允许各租户根据自己的喜好来自定义 相关的配置。文献 1 3 】中提出的m v m 可以提供运行时的性能隔离设计，允许用 户级别的代码以对用户透明的方式自动地执行。其中直接利用虚拟机创建服务的 逻辑边界来实现租户之间的隔离，能用最低的成本实现租户之间的软件和硬件的 隔离。 文献【2 7 】提出了一种利用虚拟技术实现s a a s 交付的框架，这种s a a s 交付框 架是产业界比较有影响力的诸如m m 、v m w a r e 、c i s c o 等厂商对于s a a s 交付模 式最佳实践的混合产物，该框架有可扩展性，应用性和成本低等特点。该软件交 付模式以虚拟化环境为基础，其中每个虚拟机通过以太网都与s a n 中的磁盘映 像相连接，通过平衡n e t a p ps a n 的容量，可以即时的获得磁盘映像的副本，极 大地减少了应用部署的时间以及实现了零等待的动态应用交付。不过文章对于框 架的性能却缺少必要地讨论。 当前，虚拟化技术的优势已经得到了业界的普遍认可，虚拟化技术所具备的 提高资源利用率和节能环保的特性也得到了越来越多高性能计算机用户的青睐， 4 山东大学硕士学位论文 虚拟化技术的普及和推广成为信息化技术发展的必然趋势。 1 2 3s l a 与q o s 相关研究 现在许多企业要求服务水平协议( s l a ) ，s l a 可以保证企业为之付费的i t 服务的性能，s l a 中有许多关于服务质量的规定，根据标准的定义，服务质量 包括响应时间、吞吐量、可用性等非功能属性，这些属性关系到多租户环境下用 户的体验，需要一定的技术进行保证。 现在利用s l a 来约束w e b 服务的质量已经是成为了一个新的方向，为了保 证w e b 服务的质量需要用到传统的关于服务质量控制的技术，目前关于服务质 量控制的研究中，文献【9 】不只关注一个服务的q o s ，而且关注一个服务对其他 服务的q o s 的影响，提出了一种基于排队论的算法来分别满足不同类别服务的 q o s 需求，该算法基于会话的访问控制来保证服务的性能，控制w e b 服务的响 应时间在一个预先指定的阈值之内。文献【1 0 】提出了一种利用s l a 进行资源调度 和管理的机制。文献【1 1 】提出了一个在集成服务环境中进行端到端的q o s 管理的 框架，同时提出了一种基于历史数据的算法进行服务质量的预测，文章的核心思 想是利用服务曲线的定义，提出一个框架管理集成服务环境下w e b 服务的质量。 对于提高w e b 服务的服务质量有两个关键机制，访问控制可以保证服务器不 会有过高的负载2 1 1 1 2 2 1 1 2 3 1 ，通过对新会话的管理可以保证服务器的负载低于某一 个阈值，访问控制可以保证响应时间不会过长。文献 2 4 】通过对请求设置优先级 可以对服务性能进行差异化的管理。文献【1 6 】 1 7 】给出了确定的q o s 的研究，同 时文献 1 8 1 1 9 给出了计算概率上满足q o s 需求的方法。文献 2 5 1 分析了s l a 控 制机制的主要需求，提出服务质量控制算法，同时保证服务器的负载不会太高。 文献【2 6 】解决了在异构环境中基于服务质量的调度问题。 1 2 4 资源调度 服务提供商可以满足多个租户的最基本的资源需求，但并不是说可以无限 制的满足租户的所有需求，尤其是在系统负载很高的情况下，为了满足各租户的 资源需求同时最大