一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及云计算领域，具体涉及一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方 法。
【背景技术】
[0002] 云计算是一种新的计算模型和服务模式。云计算数据中心通过虚拟化技术、集群 技术将物理服务器的CPU、内存等计算资源和硬盘等存储资源以租用的方式提供给用户，租 户可以根据其大数据处理、存储等的规模按需动态请求资源。在云计算数据中心，每个租户 的资源请求抽象为一个或多个虚拟机（VirtualMachine)作业，每个虚拟机作业对应一定 数量的云计算基础设施资源（包括CPU、内存和硬盘等），每个物理服务器集群可以同时运 行多个虚拟机。
[0003] 现有技术主要采用以下方法处理用户请求的虚拟机作业：数据中心资源管理系统 由调度管理节点和提供计算/存储等资源的物理服务器构成，调度管理节点按作业到达的 顺序对来自第一应用服务器的虚拟机作业请求依次执行如下操作：寻找当前时刻剩余资源 能满足作业的资源规格（即，CPU、内存和硬盘等资源需求的集合）的物理服务器：如果找到 多个，则，采用调度算法从中选择一个物理服务器，然后向该物理服务器下发虚拟机作业调 度通知，物理服务器接收到调度信息后，按作业的资源规格调度作业；如果没有找到，则，即 时拒绝该作业请求，或者，将其放入调度管理节点的排队系统，直到发现资源规格匹配的物 理服务器后再执行调度算法选择物理服务器来调度该作业。
[0004] 但是在实际应用过程中，现有技术的云计算数据中心虚拟机资源调度方法存在的 主要问题是无法保障虚拟机作业的服务质量：在突发时期，一般有几千至几万的虚拟机作 业请求同时涌入数据中心，如果调度管理节点在每一作业的资源分配这一过程消耗过多的 时间，将会延长所有等待调度的作业的等待延迟，导致虚拟机作业超时和数据中心资源利 用率偏低。但是，要求调度管理节点在极短的调度决策期间依次执行快速从队列中选择一 个优先调度的作业紧接着在成千上万的物理服务器中选择一个来为其配置资源的做法对 调度管理节点的处理器和存储器访问操作以及调度管理节点与物理服务器之间的控制信 令的通信提出了严格的要求，然而当前硬件实现上的难度使得其成为当前高速云计算数据 中心的瓶颈。现有技术的由于当前时刻没有与作业的资源规格相匹配的物理服务器而即时 拒绝该作业请求的处理方式尽管一定程度上减少了调度管理节点调度决策所消耗的时长， 但是这种方式也减少了营业收益和恶化了用户体验，实际上，一个搜索/计算资源应用一 般只需要很短的虚拟机作业运行时间，而这些应用的作业完成时间期限（Deadline)往往 可使其容忍一定的排队延迟。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是解决如何保障虚拟机作业的服务质量这个关键问题，因此提供一 种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，减少虚拟机作业的等待延迟，加快虚拟机资 源配置的速度和效率，使数据中心能满足大数据云计算的服务质量要求。
[0006] 本发明通过如下技术方案实现：
[0007] -种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，包括如下步骤：
[0008] 1)资源控制器接收到一个来自第一应用服务器的虚拟机作业请求，对所述请求作 出响应：如果接受请求，则按请求的作业类型选择一个队列最优的物理服务器集群并向该 物理服务器集群下发虚拟机作业，下发的虚拟机作业中至少包括如下作业参数：作业的类 型、作业运行时长和作业可容忍的等待延迟；如果拒绝请求，则返回拒绝信息；
[0009] 2)物理服务器集群接收到一个来自资源控制器的虚拟机作业，按可容忍的最迟作 业完成时间将其入队；
[0010] 3)物理服务器集群调度周期到达，则采用非抢占式队列内顺序调度的资源优化策 略来调度所述物理服务器集群中的虚拟机作业。
[0011] 如上所述的一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，其中，所述资源控制 器对所述请求作出响应的具体步骤为：
[0012] S201:资源控制器根据请求的作业类型确定支持所述作业类型的物理服务器集群 组，执行步骤S202 ;
[0013] S202:资源控制器判断支持所述作业类型的物理服务器集群组是否为空：是，则 拒绝所述请求并返回拒绝信息，本资源配置过程结束；否，则执行步骤S203 ;
[0014] S203:资源控制器比较上述物理服务器集群组中每个物理服务器集群的与所请求 的作业类型相同的队列的长度，将长度最小的队列所对应的物理服务器集群作为队列最优 的物理服务器集群，如果长度最小的队列不止一个，则随机选择其中一个，将其对应的物理 服务器集群作为队列最优的物理服务器集群，执行步骤S204 ;
[0015] S204:资源控制器向队列最优的物理服务器集群下发虚拟机作业，本过程结束。
[0016] 如上所述的一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，其中，物理服务器集 群按可容忍的最迟作业完成时间将其入队的具体步骤为：
[0017] S301:物理服务器集群将队列类型与所述虚拟机作业的作业类型相同的队列作为 所述虚拟机作业入队的队列，执行步骤S302 ;
[0018] S302:物理服务器集群按如下条件：（1)新入队的虚拟机作业位于正在调度的虚 拟机作业的后面，（2)新入队的虚拟机作业与当前时刻队列内等待调度的而且未超时的虚 拟机作业按作业可容忍的最迟作业完成时间升序排列，确定所述虚拟机作业在所述入队队 列的入队位置，执行步骤S303 ;
[0019] S303:物理服务器集群将所述虚拟机作业放入所述位置，本入队过程结束。
[0020] 如上所述的一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，其中，物理服务器集 群采用非抢占式队列内顺序调度的资源优化策略来调度所述物理服务器集群中的虚拟机 作业的具体步骤为：
[0021] S401:物理服务器集群判断是否该物理服务器集群内的所有的队列均为空：是， 本调度过程结束；否，执行步骤S402 ;
[0022] S402:物理服务器集群确定调度策略组，所确定的调度策略组中的任一个策略同 时满足如下条件：（1)是一个维数为该物理服务器集群支持的虚拟机的类型之和的行向 量，g卩，Μ= [If,…,If,,.., ，这里，自然数G表示该物理服务器集群支持G类虚拟机作业， Ns是第s个调度策略，自然数If:表示第i类虚拟机作业的数量，（2)包含正在调度的虚拟机 作业，即，对任意ie[1，G]，If都成立，这里G维行向量S= [Sd...，Si,...，Ss]表示 正在调度的虚拟机作业向量，自然数31表示正在调度的第i类虚拟机作业的数量，（3)队 列内的虚拟机作业按位置顺序从队列头部开始选择，即，自然数if是队列i中从队列头部 开始按位置顺序计数的个虚拟机作业，（4)不超过队列中等待调度和正在调度的虚拟机 作业数量之和，即，对任意ie[1，G]，If< 咚成立，这里，自然数％表示等待调度的第 i类虚拟机作业的数量，（5)资源规格之和不超过该物理服务器集群的资源规格容量，包括CHJ资源之和、内存资源之和以及硬盘资源之和分别不超过该物理服务器集群的CPU资源 容量、内存资源容量以及硬盘资源容量；执行步骤S403 ;
[0023] S403:物理服务器集群将调度策略组中资源效用最大的策略确定为非抢占式队列 内顺序调度的资源优化策略，执行步骤S404 ;
[0024] S404:物理服务器集群按所确定的调度策略来调度虚拟机作业。
[0025] 如上所述的一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，其中，云计算数据中 心资源配置系统由一个资源控制器和一个以上物理服务器集群构成，一个物理服务器集群 由一个以上队列构成，每个队列划分为正在调度的作业区间和等待调度的作业区间，正在 调度的作业区间位于队列头部，每个队列对应一种作业类型，每种作业类型对应一定数量 的CPU、内存和硬盘资源。
[0026] 如上所述的一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，其中，支持所述作业 类型的物理服务器集群组是云计算数据中心中满足CPU、内存和硬盘资源容量分别不小于 该虚拟机作业请求的CPU、内存和硬盘资源的物理服务器集群的集合。
[0027] 如上所述的一种云计算数据中心虚拟机资源快速配置方法，其中，物理服务器集 群中的一个队列的长度等于这个队列中等待调度的虚拟机作业的作业运行时长之和加上 正在调度的虚拟机作业剩余运行时长之和。