一种云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法
【专利摘要】本发明提供一种云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法，涉及云计算【技术领域】，用于监测和调度由控制服务器和若干计算服务器构成的数据中心的资源，包括控制服务器收集数据中心的各个计算服务器的当前状态信息；遍历并收集数据中心中所有工作节点的使用状态；判断数据中心中的工作节点负载状态；虚拟机迁移条件判断；选取待迁移的工作节点中的目标虚拟机；为目标虚拟机选取目标服务器；将目标虚拟机迁入确定的目标服务器；本发明利用基于时间的SLA综合等级衡量数据中心每台服务器的计算能力，将内存与带宽的大小作为资源调度的考虑因素，完成异构数据中心的资源调度。根据所有虚拟机内存占用大小采用范围分段的方式有效衡量各虚拟机的调度成本。
【专利说明】—种云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及云计算【技术领域】，具体是一种云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法。
【背景技术】
[0002]随着云计算技术的迅猛发展，云环境下的数据中心的各种资源也在不断的增加，如何通过资源的调度达到降低数据中心的能耗，提高系统资源的利用率是一个很重要的内容。目前，在以降低数据中心能耗为目的的资源调度方法中，主要包括两类方法:第一类主要通过动态调节CPU的电压或者频率来实现节能目的；第二类方法是关闭不需要的服务器资源实现节能。当前以提高系统资源利用率为目标的调度方法采用的主要策略为虚拟资源动态优化分配物理资源，以减少云计算环境下所需的物理资源并提高资源的利用率。
[0003]以降低数据中心能耗和提高其资源利用率为目的的方法可以分为两种，一种是依靠初始阶段的合理分配来避免资源的浪费，另一种是在虚拟机资源的运行过程中对其进行动态的调度来实现资源利用率的提高。第一种方式可能存在一个严重的问题，由于运行于数据中心的所有虚拟机对于资源的使用程度与对计算能力的需求并不是一成不变的，因此在这种时候便会出现负载分布的不均衡，可能极大地浪费物理资源。相比之下，第二种方式在虚拟机资源的运行过程中动态地调度虚拟机资源要好一些，利用动态迁移虚拟机的技术能够在不关闭虚拟机的情况下，仅仅经过短时间的服务暂停便能够将一个虚拟机从一个物理服务器迁移到另外一个物理服务器上重新运行起来并且运行状态和迁移之前保持一致。
[0004]在动态的虚拟机资源的调度方法中，目前采用的方法主要是通过基于SLA资源分配器来实现资源使用者与资源提供者之间的协商，最终实现资源的优化分配。
[0005]基于SLA资源分配器来实现资源的动态调度方法，能够有效地解决同构数据中心的资源调度问题。所谓的同构数据中心也就是数据中心是由相同配置的服务器构成。但是现实状况往往都是数据中心中的服务器配置各异，因此此调度方法的效果并不理想。该方法仅仅考虑到了服务器的计算能力，并没有充分考虑到内存与网络资源。同时，此调度方法并未考虑到调度的成本与调度时间对于调度的整体影响。最后此方法并未考虑到服务器的瞬时负载变化对于资源调度的影响，因此容易出现瞬间的负载峰值或者谷值触发不必要的调度，造成资源的浪费影响整体的性能。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法，用于监测和调度由控制服务器和若干计算服务器构成的数据中心的资源。
[0007]本发明的技术方案是:
[0008]一种云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法，包括如下步骤:
[0009]步骤1:控制服务器收集数据中心的各个计算服务器的当前状态信息；
[0010]所述计算服务器的当前状态包括运行状态和候补状态；[0011 ] 所述运行状态是指计算服务器处于开机状态，处于运行状态的计算服务器为运行节点，开机状态分为工作状态和闲置状态，其中，工作状态是指计算服务器正在运行虚拟机的状态，处于工作状态的计算服务器为工作节点；闲置状态是指计算服务器未执行任务的状态，处于闲置状态的计算服务器为闲置节点；
[0012]所述候补状态是指计算服务器处于待机或者关机状态；处于待机状态或者关机状态的计算服务器为候补节点；
[0013]步骤2:控制服务器遍历并收集数据中心中所有工作节点的使用状态，包括:CPU利用率、内存利用率和带宽利用率；
[0014]步骤3:控制服务器根据当前遍历的工作节点的使用状态，判断数据中心中的工作节点负载状态，若判断当前的工作节点负载超过阈值，则从候补节点中选择一个候补节点使之成为运行节点，并结束遍历；否则继续遍历剩余的工作节点；
[0015]步骤4:控制服务器不停地遍历所有工作节点进行虚拟机迁移条件判断，所述虚拟机迁移条件包括虚拟机迁移上限触发条件和虚拟机迁移下限触发条件:判断工作节点满足虚拟机迁移上限触发条件，是，则当前工作节点为待迁移的工作节点，执行步骤5，否则判断工作节点是否满足虚拟机迁移下限触发条件，是，则执行步骤6，则当前工作节点为待迁移的工作节点，否则遍历下一个工作节点，若遍历结束时，没有满足虚拟机迁移条件的工作节点，则返回步骤I ;
[0016]所述虚拟机迁移上限触发条件包括CPU利用率判断条件、内存利用率判断条件和带宽利用率判断条件；
[0017]步骤4-1:利用虚拟机迁移上限触发条件中的CPU利用率判断条件对工作节点进行判断，过程如下:
[0018]步骤4-1-1:控制服务器令当前遍历的工作节点运行测试任务，记录针对于每个测试任务的实际花费时间TMal，结合预期花费时间Traip计算出每项测试任务的SLA等级1:
【权利要求】
1.一种云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法，用于监测和调度由控制服务器和若干计算服务器构成的数据中心的资源，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:控制服务器收集数据中心的各个计算服务器的当前状态信息； 所述计算服务器的当前状态包括运行状态和候补状态； 所述运行状态是指计算服务器处于开机状态，处于运行状态的计算服务器为运行节点，开机状态分为工作状态和闲置状态，其中，工作状态是指计算服务器正在运行虚拟机的状态，处于工作状态的计算服务器为工作节点；闲置状态是指计算服务器未执行任务的状态，处于闲置状态的计算服务器为闲置节点； 所述候补状态是指计算服务器处于待机或者关机状态；处于待机状态或者关机状态的计算服务器为候补节点； 步骤2:控制服务器遍历并收集数据中心中所有工作节点的使用状态，包括:CPU利用率、内存利用率和带宽利用率； 步骤3:控制服务器根据当前遍历的工作节点的使用状态，判断数据中心中的工作节点负载状态，若判断当前的工作节点负载超过阈值，则从候补节点中选择一个候补节点使之成为运行节点，并结束遍历；否则继续遍历剩余的工作节点； 步骤4:控制服务器不停地遍历所有工作节点进行虚拟机迁移条件判断，所述虚拟机迁移条件包括虚拟机迁移上限触发条件和虚拟机迁移下限触发条件:判断工作节点满足虚拟机迁移上限触发条件，是，则当前工作节点为待迁移的工作节点，执行步骤5，否则判断工作节点是否满足虚拟机迁移下限触发条件，是，则执行步骤6，则当前工作节点为待迁移的工作节点，否则遍 历下一个工作节点，若遍历结束时，没有满足虚拟机迁移条件的工作节点，则返回步骤I ; 所述虚拟机迁移上限触发条件包括CPU利用率判断条件、内存利用率判断条件和带宽利用率判断条件； 步骤4-1:利用虚拟机迁移上限触发条件中的CPU利用率判断条件对工作节点进行判断，过程如下: 步骤4-1-1:控制服务器令当前遍历的工作节点运行测试任务，记录针对于每个测试任务的实际花费时间TMal，结合预期花费时间Traip计算出每项测试任务的SLA等级1:
2.根据权利要求1所述的云计算平台IaaS层的动态资源监测及调度方法，其特征在于:所述步骤4-1-4、步骤4-2-6以及步骤4-3-4均采用线性回归方法进行预测，具体过程如下: 步骤1:控制服务器在一个时间序列上取得与该时间序列中的时间对应的监测因素，构成监测因素样本集合，设定误差阈值、最小步长、最小样本数和样本集合长度，并确定样本集合的开始索引为0; 步骤2:控制服务器根据时间序列及其对应的监测因素建立监测因素预测函数，用以描述监测因素与时间的线性关系v=at+b,其中，V为监测因素，t为时间，a、b为未知参数；步骤3:控制服务器判断样本集合长度P与开始索引《的差是否大于最小样本数n，是，则执行步骤4，否，则执行步骤9 ； 步骤4:控制服务器计算监测因素预测函数中的未知参数a和b ;
【文档编号】H04L29/08GK103607459SQ201310593595
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】李丹程, 马东琳, 李全祚, 王晓晨 申请人:东北大学