绪论
本章首先阐述了论文的研宄背景及意义，同时结合国内外学者对云计算资源分配的相关研究现状提出了本文的主要研宄内容，最后给出了文章的研究方法和技术路线。
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景随着计算机技术的发展与革新，计算机模式也经历了由单主机模式、服务端/客户端模式到网格计算模式3个关键阶段。逐渐发展壮大的互联网将全世界连接起来，为广大网民带来了极大的便利。随着互联网技术的进步和网民数量的增长，数据信息量也呈现出爆发式的增长，互联网己经进入“大数据时代”，传统的计算模式已不能满足当前动态、变化的需求，于是“云计算技术”应运而生，成为继个人计算机变革、互联网变革之后的第三次IT浪潮。云计算的概念可追溯到1961年，计算机界的先驱John McCarthy在麻省理工学院的百年纪念会上发言说：“计算某一天可能开会像电话一样被作为公共资源，计算机资源会成为一种新的重要的产业基础。
1996年D.F.Parkhm在其经典著作《The Challenge of theComputer Unility》中大胆预测计算能力如同水和电一样被提供给大众。今天业界称云计算是继水、电、汽、油之后的第五种公用资源。在计算机科学技术发展史上，经常会出现一些里程碑式的技术，这些技术产生的时间虽然不同，但对当今世界的信息技术运用和服务模式产生了巨大的影响。这些技术包括分布式计算、并行计算、网格计算、效应计算、软件即服务和虚拟化计算等云计算就是依托这些技术慢慢演变、发展而来，目前己成为一种商业模式，将计算、存储、通信、网络、安全服务能力作为产品提供给顾客。业界普遍认为，云计算是各种先进计算和服务技术的集大成者。
云计算技术将分布在世界上不同地理位置的资源通过互联网连接起来，形成一种可以调用的虚拟化的资源池，这个庞大的计算资源池按照客户的不同需求提供相应的服务支持。资源池根据当前资源负载情况及用户具体服务要求进行动态资源分配和调度，在满足需求的条件下以分配方案最优、效益最大为目标。用户和服务提供商之间的交易遵循事先约定的服务水平协议（Service Level Agreement，SLA'^'),即用户支付一定的租赁费用获取相应等级的服务。通俗地讲，云计算是把网络上的服务资源虚拟化，整个服务资源的分配、调度、管理、维护等工作由服务商负责，用户不必关心“云”内部如何实现，因此云计算实质上是给用户提供像传统的水电、煤气、电话一样的按需计算服务随着云计算的蓬勃发展，与之相关的诸多问题日渐凸显。
如2011年亚马逊爆发的岩机故障导致了基于定位的社交网站、新闻网站、网络出版商等陷入了瘫痪，引发了云计算信息危机，人们对云计算的安全性信任程度大大降低，安全隐患成为云计算急需解决的问题之一；云计算的产品非常丰富，顾客交互设备各异，各大厂商的标准设计都是各自为阵，缺乏统一标准，云平台并未实现真正意义上的互联、互通，产品的标准化成为市场拓展的瓶颈；随着用户需求的不断变化，云计算的服务模式和服务水平也各异，在线服务业务（如第三方支付、网上银行交易等）逐渐发展壮大占据市场主导地位，这些业务对云计算平台任务处理的灵活性、实时性和高效性有了更高的要求，云计算庞大的资源规模和用户需求使得如何进行合理的资源调度分配成为了一个难题本文针对云计算环境下，如何提升资源分配的效率，提高云服务水平设计了一种混合优化资源分配算法，在一定程度上解决了资源分配难题。
1.1.2研究意义
基于云计算按需提供资源、按使用量付费以及动态伸缩性等特点，计算资源能像水、电等公共服务商品一样，在市场中按照一定的经济规律进行分配。作为一个新兴的计算服务模式，云计算的市场化进程中还存在一些障碍，如何在满足用户动态、变化需求的前提下，实现云资源的高效率、低成本分配成为资源合理化利用中的关键一环。在云计算资源分配的整个过程中，合理的资源分配优化算法是整个网络资源分配的核心与关键所在。一个良好的资源分配算法可以减少云计算网络的负载、降低能耗、提升计算与传输速度，使得网络尽快达到负载平衡，从而提升整个云计算系统的综合性能。因此本文基于混合优化算法的云计算资源分配研究，有以下几方面旳意义。首先，从运营商角度来看，合理的资源分配策略能为云服务提供商节约运营成本，提升市场核心竞争力。资源的合理分配在一定程度上能保证整个云服务系统的健壮性，延长硬件的使用寿命。这就可以为云服务提供商节约成本，进而形成价格优势，大大提高其市场竞争力。其次，从用户的角度来看，合理的资源分配策略能满足用户动态需求，提升了服务质量。
云资源的种类有千万种，云资源的用户需求也大不相同。由于云计算的商业特性，用户的需求还在时时刻刻发生变化，怎样迅速、准确的满足用户个性化、差异化的需求成为衡量云服务水平的关键点。最后，从整个社会角度来看，资源分配影响着整个云服务市场的运行效率以及社会资源分配的公平性与高效性。对整个社会而言，每个个体使用的终端都是云计算网络中的一个节点，每个节点既是服务的提供方也是服务的使用方，广义上来说，每个终端都处在一个相互协作以期达到服务最优的资源网络中，因此，资源调度的合理性、科学性及有效性将决定整个社会资源分配的优化程度。
第2章云计算环境下资源分配问题分析及模型构建 .............13
2.1云计算资源分配的特点及面临的问题 .............13
2.2云计算资源分配过程描述 .............14
2.3云计算资源分配模型构建 .............17
第3章云计算资源分配模型的混合优化算法的设计 .............24
3.1混合优化算法设计的主要思路 .............24
3.2混合优化算法实现流程............. 26
第4章算法实现及实验分析 .............35
4.1开发环境及设计框架介绍 .............35
4.2算法实现 .............36
4.3算法模拟分析 .............41
结论
随着互联网技术的快速发展，云计算的研究和应用得到了广泛的关注，越来越多的科研机构和企业投入大量的人力、物力和财力进行云计算的相关研宄和云平台的开发、推广和应用。云环境是极其复杂的、动态的、多变的，如何高效使用云服务给企业乃至社会创造经济效益是目前广大学者和IT厂商密切关注的事情。因此，云计算的资源分配问题成为研究的重点。本文从云计算资源分配的现实问题出发，分析了资源分配的特点和面临的问题，并将抽象为模型，用具体的数学公式描述资源分配要解决的问题。在此基础上设计了一种混合优化的资源分配算法，并通过VB编程语言进行了系统模拟实验，并以具体的算例和对比分析实验，验证了算法的有效性和高效性。
总的来看，本文主要做了如下工作：从云计算的发展路径和服务模式出发，引出云计算环境下资源分配问题，确定了本文的研宄内容和研宄意义。随后对现有的云计算资源分配理论进行了梳理，重点从云计算的发展及研宄现状，网格计算环境下的资源分配问题研究方法以及云计算环境下的资源分配问题研究现状等角度出发，进行综合性的述评，为后文的模型建立和算法设计研宄提供了了理论支撑。
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