云应用带宽建模的制作方法
【专利说明】云应用带宽建模
【背景技术】
[0001] 云计算服务已经逐渐变得越来越受欢迎。可根据需要在云上向用户提供对软件应 用和数据存储的访问，而不必担心运行他们的应用和存储他们的数据的基础设施和平台。 在一些情况下，租户可与云服务提供商协商来保证他们的应用的某些性能，因此他们可以 以期望的服务水平操作。
【附图说明】
[0002] 参照在下图中示出的示例，在下面的描述中详细地描述实施例。
[0003] 图1图示云计算系统的示例。
[0004] 图2图示租户应用图形（TAG)的示例。
[0005] 图3图示根据示例的来自图2的TAG的更详细图示。
[0006] 图4图示用于创建TAG的方法的示例。
[0007] 图5图示TAG中组件的VM的布置方法的示例。
[0008] 图6图示可用于本方法和系统的计算机系统。
【具体实施方式】
[0009] 为了简单和说明的目的，通过主要参考实施例的示例描述实施例的原理。在下面 的描述中，为了提供实施例的全面理解而提出多个具体细节。显而易见的是，可实践实施例 和示例而不限于所有具体细节，并且实施例和示例可以以各种组合方式一起使用。
[0010] 根据示例的云带宽建模和部署系统可生成模型，以描述在云中运行的软件应用的 带宽需求。模型可包括租户应用图形（TAG)，并且租户可使用TAG来描述他们的应用的带宽 需求。例如，TAG提供用于描述应用的带宽需求的方式，并且所描述的带宽可被保留在网络 中的物理链路上，以保证用于应用的那些带宽。例如，TAG对应用的实际通信模式（诸如在 应用的组件之间）进行建模，而不对运行在网络上的所有应用具有相同模型的底层物理网 络的拓扑进行建模。所建模的通信模式可表示应用组件的历史带宽消耗。TAG可利用租户 的关于应用结构的知识来提供对应用的带宽需求的简洁而灵活的表示。云带宽建模和部署 系统还可基于TAG确定虚拟机（VM)在云中的物理服务器上的布置。组件的应用可请求带 宽，并且云带宽建模和部署系统使用TAG中的带宽需求来保留带宽。带宽可针对组件的VM 被保留在云中的物理链路上，以实施带宽保证。
[0011] 图1图示云计算系统100的示例，云计算系统100包括云带宽建模和部署系统120 以及云102。云102可包括物理硬件104、虚拟机106以及应用108。物理硬件104可包括 处理器、存储器和其他存储设备、服务器、以及包括交换机和路由器的联网设备等等。物理 硬件实施实际计算和联网以及数据存储。
[0012] 虚拟机106是运行在物理硬件104上但被设计成仿真特定一组硬件的软件。应用 108是针对终端用户130a-n执行的软件应用，且可包括企业应用或任何类型的应用。云102 可从终端用户130a-n所使用的计算机接收服务请求，并例如通过应用108实施所期望的过 程，且例如经由诸如因特网之类的网络向计算机和终端用户130a-n的其他设备返回结果。
[0013] 云带宽建模和部署系统120包括应用带宽建模模块121和部署管理器122。应用 带宽建模模块121生成TAG以对应用108的带宽需求建模。带宽需求可包括对运行在云 102中的应用为了提供期望的性能水平所需要的带宽的评估。部署管理器122确定物理硬 件104上的一个或多个VM 106的布置。VM 106可被托管于服务器上，服务器位于具有树形 的物理网络拓扑中的不同子树上。部署管理器122可在各种子树中选择布置，以例如通过 最小化穿过树形物理网络中的核心交换机的链路的带宽保证，来优化所请求的网络带宽保 证。云带宽建模和部署系统120可包括硬件和/或由硬件执行的机器可读指令。
[0014] 现在描述可通过应用带宽建模模块121生成的TAG。TAG可被表示为包括表示应 用组件的顶点（vertice)的图形。应用组件例如是由应用所实施的功能。在一个示例中， 组件是层，例如处理存储的数据库层、处理请求的web服务器层或执行业务应用功能的业 务逻辑层。组件的大小和带宽需求可随时间改变。组件可包括执行应用的功能的代码的多 个实例。多个实例可由多个VM托管。可替代地，组件可包括实施组件的功能并在单个VM 上运行的代码的单个实例。每个实例可具有相同的代码库，并且多个实例和VM可基于需要 来使用。通过示例的方式，在web服务器层中，组件可包括多个web服务器实例，以适应来 自终端用户130a_n的请求。
[0015] 由于许多应用概念上由多个组件组成，因此租户可向云带宽建模和部署系统120 提供应用中的组件。租户可以是具有托管于云102上的应用的用户。在一个示例中，租户向 云服务提供商付款以托管应用，并且云服务提供商保证应用的性能，该应用的性能可包括 带宽保证。应用带宽建模模块121可以将每个组件映射成TAG中的顶点。用户可以请求组 件之间的带宽保证。应用带宽建模模块121可通过在对应的顶点之间布置有向边来对所请 求的组件之间的带宽保证进行建模。从层u到层V的每个有向边e= (u，v)利用表示流量 的每VM带宽保证的有序对（Se，Re)来标记，其中层是组件。具体地，组件u中的每个VM被 保证带宽Se，以向组件V中的VM发送流量，并且组件V中的每个VM被保证带宽Re，以从组 件u中的VM接收流量。在每个组件的进入/出来值相同（即，S (u, V) = R (V，u)且R (u, V) =S (V，u))时，两个组件之间相对方向上的两条边可组合成单个无向边。
[0016] 在两个组件的大小不同时，具有用于发送和接收流量的两个带宽值而不是请求的 带宽的单个值是有用的。以这种方式，从一个组件出来并且进入另一个组件的总带宽可相 等，使得带宽不被浪费。如果组件u和V分别具有大小凡和N v，那么从组件u发送到组件V 的流量的总带宽保证是：Bu -v= min(S e · Nu, Rf3 · Nv)。
[0017] 为了对组件u内的VM间的通信进行建模，TAG允许自环边的形式e = (u，u)。自 环边被标记为单个带宽保证（SRJ。在这种情况下，SRe表示该组件（或顶点）中的一个VM 的发送和接收保证两者。
[0018] 图2示出具有两个组件Cl和C2的应用的简单示例中的TAG 200。在该示例中，从 Cl到C2的有向边被标记为（B1, B2)。因此，Cl中的每个VM被保证能够以速率B1向C2中的 VM集发送。类似地，C2中的每个VM被保证能够以速率B2WCl中的VM集接收。为了保证 带宽，应用带宽建模模块121利用TAG对应用进行建模，并且部署管理器122根据TAG确定 VM的布置以及根据带宽需求（例如队和B 2)为链路上的VM保留带宽。TAG 200具有组件 C2的自边，该自边描述源和目的地两者都在C2中的流量的带宽保证。
[0019] 图3示出可视化图2中表达的带宽需求的可替代方式。为了对Cl和C2之间的带 宽保证进行建模，Cl中的每个VM通过具有容量B1的专用定向链路而连接至虚拟主干T p2。 类似地，虚拟主干Tp2通过具有容量B2的定向链路而连接至C2中的每个VM。虚拟主干 Tp2表示从Cl到C2的定向传输，且可通过一个交换机或交换机的网络在物理网络中实现。 图3中的TAG示例具有组件C2的自边，该自边描述源和目的地两者都在C2中