基于流守恒的资源配置方法
【专利摘要】本发明公开了一种企业计算环境中的流守恒资源配置方法。本方法为：1)利用流守恒方法对企业计算环境进行建模，并计算得到资源初始配置信息；2)根据该资源初始配置信息和选取的压力测试数据，采用基于E-M方法的特征参数修正方法对该资源初始配置信息进行调整，得到该企业计算环境的资源配置信息；3)根据该资源配置信息对该企业计算环境进行部署。本发明充分考虑了企业环境中系统架构中的不同组合以及不用的应用场景进行资源配置，以及同种服务器之间集群等实际情况。除此之外，本发明还突破了只针对某一特定设备或者软件进行资源配置的局限性。
【专利说明】基于流守恒的资源配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据IT系统的负载信息和IT系统使用者对IT系统期望的一些 非功能表现（即SLA: service-level agreement,指服务等级,包括响应时间、利用率、吞吐 量、平均等待队列长度等一系列反应IT系统性能的指标。），来评估IT系统所需要资源的 技术，属于软件【技术领域】，适用于企业环境中B/S架构IT系统的资源估算和资源动态调节。 技术背景
[0002] 目前，企业信息化进程不断推进，例如，一家企业可能同时存在营销系统、财务系 统、资产系统等多个系统，企业通过这些系统能够方便快捷地开展自己的业务，并实现对公 司运作的高效管理。然而，由于目前缺乏有效的技术解决手段，面对规模体量不断增长的计 算资源以及动态多变的用户需求，难以提供好的服务。
[0003] 为了获得预想中最佳的服务质量，通常的技术处理方法是为IT系统提供"超额" 的计算资源，这一方面导致IT固定资产投资日益增大，另一方面也导致资源的实际利用率 很低。以某电网公司为例，数据显示，该企业部署应用系统的设备利用率常常低于50%，有 的系统所在的应用服务器的CPU利用率更是低于10%，数据库服务器的CPU利用率低于 5%。
[0004] 由此可见，在企业计算环境中，对IT资源进行容量规划刻不容缓。因此，本发明提 出一种基于流守恒的资源配置方法，能为企业在B/S架构的资源分配和资源动态调整提供 客观依据，切实提高资源的利用率，在企业信息化、绿色计算等领域具有重大意义。
【发明内容】
[0005] 本发明提出一种基于流守恒的资源配置方法。本方法的核心思路是：以流守恒方 法对资源的主要外在表现--注能进行建模，以反推应用系统所需的资源，然后利用排队 论MVA方法进行模型状态消解，最后利用机器学习的手段学习出优化的特征参数设置。
[0006] 本发明包括以下三个方面：1. IT系统的资源初始分配，即根据IT系统真实数据 给出推荐配置组合；2. IT系统的拟合测试，即模拟环境下对IT系统的压力测试数据，对资 源初始分配阶段给出的配置进行微调；3. IT系统的部署运维，即根据IT系统的真实运行情 况，对IT系统的容量给出变更建议。
[0007] 本发明的技术方案为：
[0008] 一种基于流守恒的资源配置方法，其步骤为：
[0009] 1)利用流守恒方法对企业计算环境进行建模，并计算得到资源初始配置信息；
[0010] 2)根据该资源初始配置信息和选取的压力测试数据，采用基于E-Μ方法的特征参 数修正方法对该资源初始配置信息进行调整，得到该企业计算环境的资源配置信息；
[0011] 3)根据该资源配置信息对该企业计算环境进行部署。
[0012] 进一步的，所述企业计算环境包括IT系统的架构信息、IT系统的业务信息、IT系 统的服务等级信息、IT设备信息、IT系统的部署信息。
[0013] 进一步的，所述对企业计算环境进行建模的方法为：
[0014] 31)建立该IT系统的设备状态集；其中，每一个状态表示当前各设备上的事务数 量;
[0015] 32)根据该IT系统的设备状态建立该IT系统的马尔科夫状态转换图；
[0016] 33)根据该马尔科夫状态转换图对每一个状态列出一流守恒方程；
[0017] 34)求解步骤33)所得方程组，得到该IT系统及其各设备的性能指标。
[0018] 进一步的，将所述方程组转换为排队论的MVA算子进行求解，得到该IT系统及其 各设备的性能指标。
[0019] 进一步的，根据公式
【权利要求】
1. 一种基于流守恒的资源配置方法，其步骤为： 1)利用流守恒方法对企业计算环境进行建模，并计算得到资源初始配置信息； 2)根据该资源初始配置信息和选取的压力测试数据，采用基于E-Μ方法的特征参数修 正方法对该资源初始配置信息进行调整，得到该企业计算环境的资源配置信息； 3)根据该资源配置信息对该企业计算环境进行部署。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述企业计算环境包括IT系统的架构信息、 IT系统的业务信息、IT系统的服务等级信息、IT设备信息、IT系统的部署信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述对企业计算环境进行建模的方法为： 31)建立该IT系统的设备状态集；其中，每一个状态表示当前各设备上的事务数量； 32)根据该IT系统的设备状态建立该IT系统的马尔科夫状态转换图； 33)根据该马尔科夫状态转换图对每一个状态列出一流守恒方程； 34)求解步骤33)所得方程组，得到该IT系统及其各设备的性能指标。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于将所述方程组转换为排队论的MVA算子进行 求解，得到该IT系统及其各设备的性能指标。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于根据公式
计算该IT系统中设备i对当前所有事务响应 时间RTJM);其中，
Μ为该IT 系统当前所有事务总数，B,为设备i的相对处理速率因子、μ i是设备i的事务处理速率、 表设备i上的事务数，* K为设备总数，al 1 state (m)表示枚举每一种可能的 ni
m值，
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于根据公式
计算该 IT系统中设备i的利用率Ui (Μ)。
7.如权利你要求1?4任一所述的方法，其特征在于基于E-Μ方法的特征参数修正方 法对该资源初始配置信息进行调整的方法为： 71)设定一置信度ε，作为一个可接受的误差参数； 72)Ε步骤 a)顺序选择需要求解的每一特征参数； b)保持其他的特征参数不变，根据压力测试数据中的负载压力λ和真实响应时间Τ， 对当前选定的特征参数进行最大似然估计； 73) Μ步骤 a)利用E步骤中所求得的每一参数的最大似然估计值，计算误差ε'； b)若ε' < ε，则将当前的特征参数作为该企业计算环境的资源配置信息，否则返回 步骤72)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于利用公式
对当前选定的特征参数进行最大似然估计；其中，Θ j为第j个特征参数，表示上一轮迭 代时各个参数Θ j的取值。
【文档编号】G06F9/50GK104142863SQ201410333798
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】黄罡, 刘凯, 张颖, 赵星, 张晓东, 梅宏 申请人:北京大学