王艷兵

(徽商職業(yè)學院 電子信息系，合肥 230000)

近年來，由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展和人們對網(wǎng)絡應用服務的需求日益增長，大幅降低信息網(wǎng)絡的總成本，對IT部門整體架構(gòu)進行集中整合、管理已經(jīng)迫在眉睫.隨著大數(shù)據(jù)下網(wǎng)絡應用的大規(guī)模部署和復雜性不斷增長，需要實現(xiàn)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)信息管理化，從而維護大數(shù)據(jù)的高性能和高可用性[1-2].為滿足上述需求，當出現(xiàn)由于應用云計算的動態(tài)變化過大，服務級目標在應用時沒有足夠的相應的數(shù)據(jù)來承接時，人們研究出利用大數(shù)據(jù)來解決動態(tài)變化[3-4]導致的這個問題.目前為解決由于重新部署大數(shù)據(jù)導致的信息管理這一問題,研究者們采取的解決方法多為啟發(fā)式，即利用這種方法對全局進行大面積的優(yōu)化式搜索[5-6].然而這種方法的缺點是很容易由于單點搜索導致局部最優(yōu)解.

本文提出基于云計算的大數(shù)據(jù)信息管理框架，將待處理大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一個帶多個約束的信息管理框架問題，在大數(shù)據(jù)信息管理框架中引用云計算方法.此算法通過實驗證實，相對于傳統(tǒng)算法，本文方法可以有效解決基于云計算的信息管理框架問題.其優(yōu)點在于可以進行自我云計算，能夠在對搜索時一次得出大數(shù)據(jù)內(nèi)多個區(qū)域的權(quán)值最優(yōu)解.

1 大數(shù)據(jù)信息管理框架

本文對于大數(shù)據(jù)信息的大量化和變化性的問題，采用云計算的方法進行分析.針對云計算的周期性、可預測性以及長期性的問題的解決方式變被動為主動，為了對大量大數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)管理，使大數(shù)據(jù)信息能夠處于云計算模式下，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息的高效管理.大數(shù)據(jù)信息管理框架如圖1所示.

圖1 大數(shù)據(jù)信息管理框架

圖1為大數(shù)據(jù)信息管理框架，設計通過控制全體的大數(shù)據(jù)信息來解決長期內(nèi)的、可預測的云計算變化問題.為得出需要重應用的管理框架，本文通過采用對云計算進行預測和分辨長期的云計算性能模型的方法來對每個結(jié)點的低載或者過載進行判定，同時在每一個全局控制循環(huán)周期的初始階段來決定大數(shù)據(jù)信息是否需要進行重信息管理.

2 大數(shù)據(jù)信息管理框架的構(gòu)建

2.1 大數(shù)據(jù)信息管理問題的描述

大數(shù)據(jù)信息管理問題是個組合優(yōu)化問題，本文將大數(shù)據(jù)信息管理問題轉(zhuǎn)化為多維裝箱問題進行解析.把處于每個數(shù)據(jù)上的可用資源和大數(shù)據(jù)信息的資源均看作一個d維向量，其中每一維表示一種資源.解析出如何使多個數(shù)據(jù)容納多個大數(shù)據(jù)信息的同時保持大數(shù)據(jù)信息變化的次數(shù)和數(shù)據(jù)的個數(shù)最小化.大數(shù)據(jù)信息管理問題如下：

目標：

約束：

yj∈{0,1}

(1)

如果yj=1，則應用了數(shù)據(jù)j.

mi∈{0,1}

(2)

如果mi=1，則變化了大數(shù)據(jù)信息i.

(3)

(4)

則選定的大數(shù)據(jù)信息i只能在某個數(shù)據(jù)j上.

(5)

PMp≥SLOp,?p

(6)

滿足每一個應用的服務級目標.PMp表示應用p的性能指標，SLOp表示應用p的服務級目標.

2.2 云計算下的大數(shù)據(jù)信息管理

對于一些數(shù)量與規(guī)模均巨大的實際問題的最優(yōu)解可以采用簡單的枚舉得出，然而實際中由于可行解的數(shù)量巨大，一般無法在實際操作中獲得.下面詳細描述將大數(shù)據(jù)信息應用到數(shù)據(jù)算法中的云計算方法：

(1)依照云計算序列的順序在大數(shù)據(jù)信息中逐一選出相應的大數(shù)據(jù)信息，并與處于其它層的、同屬一個應用的大數(shù)據(jù)信息相匹配，接著按照(2)、(3)、(4)步把匹配好的大數(shù)據(jù)信息分配到能夠分配的數(shù)據(jù)上.

(2)選取已使用的數(shù)據(jù)中下標最小的數(shù)據(jù).在已使用數(shù)據(jù)被選取完的情況下，選取未使用的數(shù)據(jù)中下標最小的數(shù)據(jù).如果沒有符合條件的數(shù)據(jù)，則返回步1.

(3)檢查是否滿足大數(shù)據(jù)信息(1)、(2)、(3)和(4)的約束問題.如果滿足，則進行步(4)；否則，返回步(2).

(4)逐一核對所選數(shù)據(jù)是否滿足于對應的服務級目標和大數(shù)據(jù)信息(5)和(6)的約束問題.如果滿足，則先將大數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)相匹配，然后刪除大數(shù)據(jù)信息請求信息管理框架序列中的大數(shù)據(jù)信息，返回步(1)；否則，返回步(2).

需要在大數(shù)據(jù)信息方案的多個解中找出優(yōu)化解.運用本文所述云計算方法搜索優(yōu)化解，在云計算下將前一個應用變化到下一個應用時，把變化代價和相應的大數(shù)據(jù)信息的變化次數(shù)降到最低.

3 實驗分析

本文使用研究出的云計算信息管理算法(Cloud computing information management algorithm，CCIMA)、傳統(tǒng)啟發(fā)式算法(Best-Fit Heuristic，BFH)和兩個單目標遺傳算法(SGA)分別進行實驗比對.圖2展示了對大數(shù)據(jù)信息應用的云計算過程的利用.其起始大數(shù)據(jù)規(guī)模為22，云計算后依次是8、14、20及25.從圖中不難得出結(jié)論，伴隨云計算迭代次數(shù)的逐漸增加，目標函數(shù)值個數(shù)則不斷下降，逐漸向最優(yōu)解的方向靠攏.

圖3～圖5顯示了在同等實驗條件下的5組不同信息管理框架策略的實驗結(jié)果.從結(jié)果分析得出：云計算在達到服務級目標約束條件下，得出各個目標的優(yōu)化解，在諸多相互沖突的目標間達到最佳平衡和最優(yōu)答案，與期望目標相差最少，且不會產(chǎn)生較多的大數(shù)據(jù)信息變化以及降低數(shù)據(jù)的利用數(shù)量.

圖2 云計算下大數(shù)據(jù)信息管理

圖3 不同信息管理框架策略下的大數(shù)據(jù)信息變化次數(shù)

圖4 不同信息管理框架策略下的服務級目標違背率

圖5 不同信息管理框架策略下的數(shù)據(jù)使用數(shù)

4 結(jié)論

本文提出基于云計算的大數(shù)據(jù)信息管理框架.研究了用云計算法對全局大數(shù)據(jù)信息管理問題進行求解.隨著大數(shù)據(jù)不斷擴大，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息高效管理變得越來越重要.本文將大數(shù)據(jù)信息變化問題轉(zhuǎn)化為大數(shù)據(jù)信息管理問題，闡述了解決信息管理框架問題的方法.綜合考慮大數(shù)據(jù)信息映射中結(jié)點使用數(shù)量和大數(shù)據(jù)信息變化次數(shù)，設計了云計算下大數(shù)據(jù)信息管理框架.該管理框架在擁有多個應用服務級目標的前提下，與以前所提到的傳統(tǒng)型單目標和啟發(fā)式的云計算方法相比，實現(xiàn)了高效大數(shù)據(jù)信息的管理.

[參 考 文 獻]

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