IaaS平台中基于虚拟机快照的失效恢复技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61602465
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Availability is one of the key issues in IaaS platforms. It limits the healthy development and rapid promotion of IaaS platforms, since the system unavailability results in service disruption which further leads to huge economic losses. Failure recovery technology, which resumes the system from failures, is an effective approach to enhance system availability. Thus, it has been used widely in both traditional computing environments and emerging IaaS platforms. Unfortunately, the nowadays IaaS platforms are always large-scaled and complicated in architecture design and implementation, so that the failures become common, introducing new problems and challenges to traditional failure recovery technologies. This project, taking advantage of the life-cycle of virtual machine snapshot, attempts to improve failure recovery technologies based on three critical points including snapshot creation, storage of snapshots, and rollback recovery. Specifically, we firstly formulate a failure recovery model based on the life-cycle of virtual machine snapshot. Based on this model, we pay attention to the virtual cluster computing paradigm, and conduct research on three key techniques: continual creation of distributed snapshots for virtual clusters, high availability storage system for snapshot files, and rapid rollback recovery of virtual clusters. Finally, we develop corresponding prototype systems, and verify the proposed techniques on our IaaS platform. This project will provide effective theoretical foundation and technical support to snapshot based failure recovery systems, so as to enhance the availability of IaaS platform. Additionally, we believe that the research results of this project will help to promote the healthy development of the cloud computing platform as well as its services such as big data, financial business and e-government.
可用性是IaaS云计算平台中的核心问题,其制约着IaaS平台的健康发展和应用推广。失效恢复技术是增强系统可用性的有效手段,然而,IaaS平台因规模庞大且结构复杂导致系统失效频发,给失效恢复技术带来了新的问题和挑战。本项目以快照生命周期中创建、存储、回滚三个阶段为切入点,开展基于虚拟机快照的失效恢复技术研究。具体内容包括:基于快照创建、存储及回滚构建失效恢复技术体系模型,在此基础上,重点针对虚拟集群计算形态,在面向虚拟集群的分布式持续快照创建、面向快照文件的高可用存储、面向虚拟集群的快速回滚三项关键技术方面开展研究,开发相应原型系统,并依托我们已建立的IaaS实验平台进行系统集成,结合体系模型开展关键技术的评测和验证。本项目可为基于快照的失效恢复系统研制提供理论基础和技术支撑,为IaaS平台的可用性增强提供技术思路,对于推动云计算平台及其业务的健康发展具有重要的应用价值。

结项摘要

可用性是IaaS云计算平台中的核心问题,其制约着IaaS平台的健康发展和应用推广。失效恢复技术是增强系统可用性的有效手段,然而,IaaS平台因规模庞大且结构复杂导致系统失效频发,给失效恢复技术带来了新的问题和挑战。本项目以快照生命周期中创建、存储、回滚三个阶段为切入点,开展了基于虚拟机快照的失效恢复技术研究,并依托我们已建立的IaaS实验平台进行原型系统开发和评测。项目执行期间,项目成员重点针对虚拟集群计算形态,提出了虚拟机快照持续创建技术,结合后拷贝技术、惰性增量记录技术以及若干优化方法,将快照间隔减小到秒级,实现了高频快照;面向大量快照文件提出了高可用存储技术,结合页面语义自省技术和页类型感知的副本策略,在不损失可用性的前提下减小近70%的存储开销;面向虚拟集群提出了快速恢复技术,结合冗余页面组播技术和流量感知的虚拟集群放置策略,减小约40%的数据传输开销和时间延迟。本项目取得的研究成果可为基于快照的失效恢复系统研制提供理论基础和技术支撑,为IaaS平台的可用性增强提供技术思路,对于推动云计算平台及其业务的健康发展具有重要的应用价值。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(4)
Vanguard: A Cache-Level Sensitive File Integrity Monitoring System in Virtual Machine Environment
Vanguard:虚拟机环境下缓存级敏感文件完整性监控系统
  • DOI:
    10.1109/access.2018.2851192
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Shi Bin;Li Bo;Cui Lei;Ouyang Liu
  • 通讯作者:
    Ouyang Liu
SnapFiner: A Page-Aware Snapshot System for Virtual Machines
SnapFiner:虚拟机的页面感知快照系统
  • DOI:
    10.1109/tpds.2018.2831202
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Cui Lei;Hao Zhiyu;Li Lun;Yun Xiaochun
  • 通讯作者:
    Yun Xiaochun
Piccolo: A Fast and Efficient Rollback System for Virtual Machine Clusters
Piccolo:快速高效的虚拟机集群回滚系统
  • DOI:
    10.1109/tpds.2017.2668403
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Cui Lei;Hao Zhiyu;Peng Yaqiong;Yun Xiaochun
  • 通讯作者:
    Yun Xiaochun

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其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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