学位论文简介
本研究聚焦于多租户云环境下异构系统资源的公平性控制与任务卸载调度策略设计，研究范围涵盖CPU、DPU等异构计算单元以及NVMe I/O队列等关键存储资源。具体而言，本文围绕DPU域内计算资源分配、异构系统动态卸载决策以及NVMe存储资源管理，提出了一系列高效的公平性控制与动态资源调度策略。本工作旨在为多租户云平台中异构系统资源调度提供理论支持与实践路径，推动云计算服务在系统整体性能和资源分配公平性的提升。主要研究工作总结如下：
（1）首先，针对多租户共享DPU域内计算资源时面临的资源争用和性能干扰问题，本研究提出了一种虚拟多通道DPU卸载架构，在请求提交至硬件执行前，根据租户ID将其插入至相应的虚拟通道中。考虑到不同租户性能需求的多样性，设计了一种基于信用值的资源分配模型，将DPU域内计算资源抽象为信用值，并根据租户的实际需求分配相应的信用额度。
（2）其次，针对异构系统中CPU与DPU之间的任务动态卸载决策问题，本研究提出一种面向多租户云架构的动态DPU卸载与资源管理架构，将卸载决策与资源分配过程抽象为一个混合整数规划数学模型，通过全面分析租户应用程序特征及运行时行为，为系统提供最优的资源管理决策。
（3）最后，针对NVMe设备等高性能存储资源在多租户云环境下的公平调度问题，本研究提出了一种新型NVMe存储虚拟化解决方案，引入状态驱动的公平性控制器，当检测到系统资源分配失衡时，自适应地触发资源调整操作以维持系统公平性。
主要学术成果
[1] Zhaoyang Huang, Yanjie Tan, Yifu Zhu, Huailiang Tan, and Keqin Li. MTDA: Efficient and Fair DPU Offloading Method for Multiple Tenants. IEEE Transactions on Services Computing (TSC), 2024, doi: 10.1109/TSC.2024.3433588. (CCF A类期刊，第一作者)
[2] Zhaoyang Huang, Yifu Zhu, Xin Kuang, Yanjie Tan, Huailiang Tan, and Keqin Li. State-Driven Fairness Control for Efficient I/O Queue Scheduling in NVMe Virtualization. Future Generation Computer Systems (FGCS), 2025, doi: 10.1016/j.future.2025.107902. (SCI 二区，第一作者)
[3] Zhaoyang Huang, Yanjie Tan, Yifu Zhu, Huailiang Tan, and Keqin Li. Dynamic DPU Offloading and Computational Resource Management in Heterogeneous Systems. IEEE Transactions on Computers (TC), 2025, Minor revision. (CCF A类期刊，第一作者)
[4] Yanjie Tan, Yifu Zhu, Zhaoyang Huang, Feiteng Nie, and Huailiang Tan. A HW/SW Co-Design of Video Dehazing Accelerator Using Decoupled Local Atmospheric Light Prior. 61th ACM/IEEE Design Automation Conference (DAC), 2024, doi: 10.1145/3649329.3656512. (CCF A类会议，第三作者)
[5] Yanjie Tan, Yifu Zhu, Zhaoyang Huang, Huailiang Tan, and Keqin Li. MAPD: An FPGA-Based Real-Time Video Haze Removal Accelerator Using Mixed Atmosphere Prior. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems (TCAD), 2023, doi: 10.1109/TCAD.2023.3291670. (CCF A类期刊，第三作者)
[6] Yanjie Tan, Yifu Zhu, Zhaoyang Huang, Huailiang Tan, and Wanli Chang. Brief Industry Paper: Real-Time Image Dehazing for Automated Vehicles. IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS), 2023, doi: 10.1109/RTSS59052.2023.00056. (CCF A类会议，第三作者)
[7] 谭怀亮, 黄朝阳, 谭彦杰. 多租户的资源分配方法、装置、计算机设备和存储介质. 中国专利. 专利号, 202211722552.4
