第四章 云计算系统监管习题

4.1 选择题

1、在云计算系统中，重点监管的资源包括（D）。

A. 计算资源       B. 存储资源        C. 网络资源      D. 以上都是

2、网络资源常用的衡量指标不包括（B）。

A. 带宽              B. 存储空间       C. 误码率           D. 延时

3、以下关于集中式监测描述错误的是（B）。

A. 采用客户端/服务器模式                          

B. 主要由被监测节点处理获取的监测数据

  C. 被监测节点上安装监测代理守护进程

D. 较适用于被监测节点数量有限的应用场景

4、分布式监测架构的组成不包括（D）。

A. 中心监测节点    B. 局部监测节点    C. 被监测节点    D. 数据节点

5、以下关于分布式监测描述错误的是（A）。

A. 局部监测节点协同处理本局部监测域内的监测信息，并上报监测信息        

B. 将整个监测网络根据一些要求划分为多个局部监测域

  C. 采用分布式汇聚的方式分担监测任务

D. 中心监测节点接收局部监测节点汇聚的本域监测信息

6、分布式监测架构的优点不包括（D）。

A. 网络负载低   B. 可靠性高    C. 适合被监测节点规模较大的环境   D. 延时小

7、静态监测信息是指与物理节点和虚拟机本身相关的监测信息，一般不包括（B）。

A. 主机名            B. CPU利用率   C. CPU个数    D.  主机IP地址

8、以下关于分布式协同监测模型描述错误的是（C）。

A. 采用了一种分散和协作的架构           

B. 包括主监测节点、消息路由器、数据节点，以及数据节点上运行的守护进程

  C. 数据节点彼此完全独立

D. 数据节点既可能是物理服务器节点，也可能是虚拟机

9、在分布式协同监测模型中，（C）被用来接收被监测节点周期性报告自己心跳信息，表明自身活性。

A. 全局路由表     B. 局部路由表   C. 全局队列   D. 数据节点自身的消息队列

10、SDN架构一般不包括（A）。

A.存储层              B. 应用层          C. 控制层     D. 设备层

11、在设计任务调度机制时，需要考虑的因素包括（D）。

A. 系统的设计目标                                      B. 系统的资源利用率  

C. 均衡系统的全局性能和局部性能              D. 以上都是

12、以下对Nagios描述错误的是（A）。

A. Nagios Core是Nagios的核心组件，包括核心监测引擎和Web界面，监测都是由该组件实现的

B. Nagios Plugin是基于Nagios Core定义的接口所开发的插件

C. 插件位于监测逻辑和监测对象之间，充当监测抽象层

D. Nagios Addons是一个额外的项目，可以实现Nagios不包含的功能

4.2 填空题

1、资源监管通常包括（资源部署）、（资源配置）、（资源监测）、（资源管理）和（资源调度）等功能。

2、云计算系统资源监管的架构主要包括（物理资源监管）、（虚拟资源监管）、（资源监测）和（系统管理）这四个模块。

3、对于单点故障问题，可以设置（镜像备份）的方式，即建立备份系统和监测节点的辅助节点。

4、监测数据主要分为（静态数据）和（动态数据）这2种类型。

5、分布式协同监测可采用（先进消息队列协议/AMQP）作为消息传递协议，实现了节点间通信。

6、在分布式协同监测模型中（全局队列）被用来接收被监测节点周期性报告自己心跳信息，表明自身活性。

7、云数据中心网络通常采用Dcell结构、胖树结构和雪花结构等；其中（Dcell）和（雪花结构）是常用的递归结构，（胖树结构）是树状结构的典型代表。

8、云计算系统中典型的任务调度模型可由（监测模块）、（任务获取模块）、（任务执行模块）和（通信模块）等组成。

9、网络监管的复杂性取决于网络资源的（数量）和（种类）。

4.3 简答题

1、云计算系统的资源监管要达到哪些主要目标？

答：

1. 低自动化监管。自动化是指整个云计算系统在尽量少甚至完全不需要人工干预的情况下，自动完成资源部署、资源配置、资源监测、资源管理、资源调度等各项监管功能。
2. 资源优化。云计算系统需要灵活实施多种资源调度策略来对系统资源进行统筹安排，资源优化通常包含资源调优、负载均衡等。
3. 虚拟资源监管：虚拟资源是在物理资源上实施虚拟化技术后产生的，因此动态地对虚拟机、容器等虚拟资源进行监管变得尤为重要。
4. 弹性可伸缩：弹性可伸缩是指云计算系统可根据系统规模、资源种类数量的增大或减小，按需增加或减少资源的监管能力。

2、云计算系统中的资源监测存在哪些主要挑战？

答：

1. 系统规模巨大。云计算系统通常有多个云数据中心，每个云数据中心包含了数以万计物理服务器，每个物理服务器上又运行着数十个虚拟机。规模庞大的云计算系统必然给云监测带来巨大的压力。
2. 资源异构性。云数据中心的服务器硬件、操作系统、数据格式等类型多样，服务器之间的配置千差万别，异构性大大增加了资源监测的难度。
3. 服务多样性。云计算系统提供了诸如计算、存储、网络等各类服务，而不同的服务需要监测的内容和目标也不相同。
4. 资源动态性。云计算系统中的被监测资源本身具有动态变化性，如物理节点的动态增减和虚拟机的动态部署，需要不时地更新监测对象。
5. 性能与监测矛盾性。云计算系统的资源监测不能影响系统本身的正常运行，需要尽可能地减少资源监测的开销，如何有效平衡资源监测性能和系统正常运行也是一个难点。

3、相较于传统的系统监测，云计算系统中的资源监测需求有哪些？

答：

1. 传统的系统监测侧重于监测特定的资源，利用相互独立的模块；云计算系统资源的特点和规模导致云监测必须从全局出发，监测相关联的所有组件，给出关于基础设施资源的可用性和消费报告。
2. 传统的系统监测主要针对的是物理服务器，监测简单；而云计算系统的资源种类多样，不仅需要监测物理服务器，还需要监测在物理服务器上运行的虚拟机。
3. 云计算系统的资源负载多变，虚拟机不断地被创建、迁移和删除，物理服务器常出于节能等目的被关机或休眠，这些原因导致监测拓扑不停变化，影响监测的部署和监测负载均衡，因而监测的可扩展性、均衡性、易部署性变得尤为重要。
4. 云计算系统的资源中存在大量冗余信息，影响了正常的监测任务的执行，甚至其他业务。在不影响监测任务的基础上有效过滤冗余信息，只呈现有价值的监测信息，可以减少不必要的网络开销，减轻监测负载。
5. 提供支持有效管理的可视化监测界面，以便系统管理员快捷地了解云计算系统全局和局部资源的使用情况。

4、请描述下务调度遵循的基本原则。

答：

1. 调度的合理性。调度的合理性是指在进行任务调度时，既要保证实现特殊的功能，同时要让各个任务分配到所需的资源。例如，有些任务有实时性需求，有些任务有低能耗需求，任务调度要能满足各自的特殊要求，同时还要尽量满足云计算系统中各个任务能够分配到所需的资源。
2. 调度的有效性。调度的有效性体现在云计算系统中的CPU、存储和网络设备等资源得到合理有效的分配，使资源得到充分的利用，提升资源利用率。

5、Nagios具备哪些主要功能？

答：

1. 监测网络服务（如SMTP、POP3、HTTP、NNTP和PING等）情况。
2. 监测主机资源（如CPU负荷和磁盘利用率等）情况。
3. 插件化使得用户可以方便地扩展自己服务的监测方法。
4. 支持并行服务检查机制。
5. 具有定义网络分层结构的能力，可及时发现主机宕机或不可达状态。
6. 当服务或主机发生故障和解决故障时，可将相关信息发送给联系人。
7. 定义了自动化处理程序，可预防服务或主机发生故障。
8. 支持自动的日志滚动功能。
9. 支持对主机的冗余监测。
10. 提供用户界面，方便管理员查看网络状态、通知和故障日志文件等。

4.4 解答题

1、请具体描述分布式协同监测的流程。

答：

分布式协同监测的流程为：加入网络→正常运行→退出网络。

1. 加入网络（某个数据节点（𝐷𝑁）首次加入网络系统）
   1. 运行在该节点上的守护进程将与消息路由通信，消息路由将为该节点建立一个消息队列。
   2. 该节点主动向𝑀𝑁汇报其信息。𝑀𝑁将信息插入全局路由表。
   3. 𝑀𝑁将合适的前继节点的信息推送给该节点。
   4. 该节点向消息路由的全局监测队列发布一个主题为“登录”的消息包。
   5. 当𝑀𝑁获得“登录”消息包时，立刻从消息包中提取所需监测的节点信息（NID，IP，QID）以及前继节点信息。
   6. 主节点修改全局路由表。
2. 正常运行
   1. 𝐷𝑁监测其前继节点，同时又被其后继节点监测。
   2. 分布式协同监测的负载被均衡地分散到各个𝐷𝑁上。
   3. 每个𝐷𝑁采集自身的资源利用情况（如CPU利用率），并周期性地向消息路由中对应的消息队列推送监测信息。
   4. 每个𝐷𝑁持续监听其前继节点对应的消息队列，从而获得其前继节点的监测信息。
   5. 𝐷𝑁的状态分为5种：轻松、正常、繁忙、严重、宕机。
3. 退出网络（单个或稀疏节点发生宕机时的情况）
   1. 节点𝐷𝑁的后继节点发布“宕机”消息包。
   2. 𝑀𝑁订阅全局消息队列，及时获得宕机消息，并修改全局路由表。
   3. 删除𝐷𝑁的节点记录，建立𝐷𝑁前继节点和后继节点间的监测关系。
4. 退出网络（成片节点失效的的情况）
   1. 循环单个节点退出网络的处理方式
   2. 环状网络拓扑再次重建完成，监测网络可恢复正常