基于动态阈值窗口的虚拟机迁移处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及虚拟机技术领域，尤其设及一种基于动态阔值窗口的虚拟机迁移处理 方法。
【背景技术】
[0002] 数据中屯、资源管理是当前云计算技术的研究热点，它将大量的计算资源、存储资 源与软件资源链接在一起，形成了巨大规模的共享资源池，是数据运算、交换、存储的中屯、。 随着当前云计算相关技术的发展，资源管理动态化、弹性化和自动化需求更加突出。实现资 源的按需动态伸缩对于云数据中屯、的可用性是至关重要的。随着技术进步和硬件支持，虚 拟化技术再一次兴起，集结了基于进程粒度和基于服务器粒度平台的优势，W VM(Virtual Machine,虚拟机）为粒度能够实现对资源的快速部署和重部署，提高了资源利用率。虚拟 机的放置管理，成为当前的研究热点。
[0003] 虚拟机放置管理分为初始化放置和动态放置。虚拟机的初始化放置管理是研究 如何在一个没有负载的云数据中屯、根据虚拟机的类型和对资源的请求选择合适的目的 PM(Physical Machine,物理机）的过程。初始化放置具有长期效应，对数据中屯、资源的有 效利用，能耗节约起重要作用。虚拟机的动态放置管理是指由于云数据中屯、负载的动态变 化所引起的虚拟机重新放置的过程。在虚拟机的动态放置阶段，我们需要考虑=个方面：对 资源监控决定何时进行迁移、选择哪些虚拟机需要被迁移和决定迁移到哪些物理机上。
[0004] 当前，通过虚拟化技术，数据中屯、中的计算资源、存储资源都可W按照虚拟机的粒 度来组织和提供，通过提供虚拟机来对用户实现可伸缩的资源提供。在运种方式下，虚拟机 需要在数据中屯、的物理机中合理放置，W求得最节能、最优化的资源利用目标。当物理机中 的资源利用率过高时，需要迁出虚拟机W平衡过热点，当物理机中资源利用率过低时，需要 迁出虚拟机W关掉物理机W便节能。因此，虚拟机的迁移时机也是数据中屯、虚拟机动态管 理的一个重要问题。 阳〇化]国内外针对虚拟机迁移时机的研究，主要包括基于阔值的虚拟机迁移时机方案。 其中一个方案是通过设定物理机资源（如CPU)的静态单阔值进行迁移时机判决。当物理 机资源的利用率超出阔值，则触发虚拟机的迁移。另一个方案是设定物理机资源的静态双 阔值进行迁移时机判决。对物理机的资源利用率设置高低两个阔值口限，当物理机资源的 利用率超出高阔值口限，或低于低阔值口限，都将触发虚拟机迁移。双阔值的策略，能够有 效平衡物理机资源的过热点，关掉过冷点。
[0006] 上述现有技术中的虚拟机迁移方案的缺点为：通过设定物理机资源（如CPU)的静 态单阔值进行迁移时机判决，由于只设定高阔值的单一口限，能够解决资源利用率超口限 的情况，但对于物理机装载虚拟机不足的情况，无法触发虚拟机迁出而关闭物理机，达不到 最优化节能。
[0007] 当设定静态双阔值时，静态的阔值设置缺乏对负载量变化趋势的反应，容易发生 频繁的迁移或者找不到空闲目的物理机而导致虚拟机迁移失败，造成不必要的迁移代价和 传输开销。
【发明内容】
[0008] 本发明的实施例提供了一种基于动态阔值窗口的虚拟机迁移处理方法，W实现对 物理机中的虚拟机进行高效率的迁移管理。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
[0010] 一种基于动态阔值窗口的虚拟机迁移处理方法，包括：
[0011] 将物理机的CPU利用率与设定的阔值窗口TWin范围进行比较，当所述物理机的 CPU利用率高于设定的CPU利用率最大阔值，则计算所述物理机所属的数据中屯、的任务量；
[0012] 当所述数据中屯、的任务量大于设定的任务量最大阔值，对所述阔值窗口TWin范 围进行调整，根据调整后的阔值窗口TWin范围和设定的虚拟机迁移策略，对所述物理机中 的虚拟机进行迁移处理。
[0013] 进一步地，将物理机的CPU利用率与设定的阔值窗口TWin范围进行比较，当所述 物理机的CPU利用率高于设定的CPU利用率最大阔值，则计算所述物理机所属的数据中屯、 的任务量，包括：
[0014] 预先设定物理机的CPU利用率最大阔值Thigh和CPU利用率最小阔值T1。"， l〉Thigh〉Ti?〉〇,阔值窗口TWin的范围为S=化。"，ThiJ，计算物理机的CPU利用率Uj;
[0015] 当所述物理机的CPU利用率UjGS，则不迁移所述物理机中的虚拟机；
[0016] 当所述物理机的CPU利用率Uj低于CPU利用率最小阔值T1胃，迁移出所述物理机 中的虚拟机；
[0017] 当所述物理机的CPU利用率Uj大于CPU利用率最大阔值TMgh，则通过时间序列预 测模型计算所述物理机所属的数据中屯、的任务量Rdc。
[001引进一步地，所述的通过时间序列预测模型计算所述物理机所属的数据中屯、的任务 量Rd。包括：
[0019] 每间隔设定时间测量出所述数据中屯、的任务量，保存过去最近n个时刻测量出的 所述数据中屯、的任务量序列，利用n阶自回归模型对第n+1时刻的所述数据中屯、的任务量Rw进行预测计算； 阳020] Rn4=曰化+曰2尺2+......+曰此+ e W1
[OOW 其中a,表示自回归系数，R康示i时刻的任务量，ew是满足正太分布的噪声。
[0022] 进一步地，所述的方法还包括：
[0023] 当所述数据中屯、的任务量不大于设定的任务量最大阔值，则迁移出所述物理机中 的虚拟机。
[0024] 进一步地，所述的当所述数据中屯、的任务量Rdc大于设定的任务量最大阔值，对所 述阔值窗口TWin范围进行调整，包括： 阳0巧]当所述数据中屯、的任务量Rdc大于设定的任务量最大阔值，则调整阔值窗口TWin的大小，设调整幅度为D，T1胃-D，Thighne?=Thigh+D，即增大了阔值窗口TWin。 阳0%] 进一步地，所述的根据调整后的阔值窗口TWin范围和设定的虚拟机迁移策略，对 所述物理机中的虚拟机进行迁移处理，包括：
[0027] 判断CPU利用率是否在1\胃和Thigh。。^且成的TWin范围内，如果是，则不迁移所 述物理机中的虚拟机；否则，计算所述数据中屯、中的虚拟机的迁移失败率Fmig;
[0028] 判断所述迁移失败率Fmig是否在下降，并且低于设定的迁移失败率阔值，如果是， 则对所述物理机中的虚拟机进行迁移处理；否则，继续调整所述阔值窗口TWin的大小，如 果调整后的阔值窗口TWin的大小在设定的范围内，则重新执行上述处理过程，否则，对所 述物理机中的虚拟机进行迁移处理。
[0029] 进一步地，所述的计算所述数据中屯、中的虚拟机的迁移失败率Fmig，包括：
[0030] 迁移失败率Fmig是指在迁移过程中虚拟机找不到合适目的物理机的数量与总共需 要迁移的虚拟机数量的比值，由下式表示：
[0031]
阳0巧其中NVfmig表示找不到合适目的物理机的虚拟机的数量，NVmig总共需要迁移的虚 拟机的数量。
[0033] 由上述本发明的实施例提供的技术方案可W看出，本发明实施例通过设置CPU利 用率的高低阔值，并能够根据数据中屯、的任务量情况，自适应地对阔值窗口TWin的大小进 行调整，可W动态触发虚拟机的迁移，减少需要迁移的虚拟机数量，降低了迁移失败率，也 减少了由于找不到目的物理机而带来的不必要的虚拟机迁移代价，实现了对物理机中的虚 拟机进行高效率的迁移管理。
[0034] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，运些将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W根据运些附图获得其他 的附图。
[0036] 图1为本发明实施例提供的一种基于动态阔值窗口的虚拟机迁移处理方法的处 理流程图；
[0037] 图2为本发明实施例提供的一种数据中屯、中物理机的超载情况示意图；
[0038] 图3为本发明实施例提供的一种阔值窗口变化后物理机的超载情况示意图。
【具体实施方式】
[0039] 下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0040] 本技术领域技术人员可W理解，除非特意声明，运里使用的单数形式"一"、"一 个"、"所述"和"该"也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措 辞"包括"是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加 一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元 件被"连接"或"禪接"到另一元件时，它可W直接连接或禪接到其他元件，或者也可W存在 中间元件。此外，运里使用的"连接"或"禪接"可w包括无线连接或禪接。运里使用的措 辞"和/或"包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0041] 本技术领域技术人员可W理解，除非另外定义，运里使用的所有术语（包括技术 术语和科学术语）具有与本发