一种基于dcn的虚拟流媒体集群协同迁移方法
【技术领域】
[0001]本发明属于云计算DCN技术领域，设及到DCN环境下流媒体集群的划分、放置、W及迁移领域，特别设及一种基于DCN的虚拟流媒体集群协同迁移方法。
【背景技术】
[0002] 如今云计算的发展受到人们越来越多的关注，基于云计算的相关应用也逐渐融入 人们日常的生活之中，因此为了满足用户的各种需求，云服务供应商不断在云平台上部署 大规模的应用服务。随着用户对数据中屯、的资源数量和资源种类需求的增加，简单地扩充 数据中屯、规模已经不是一种有效的解决方案了，因为运会极大的增加数据中屯、的建设成 本，同时也绝不能够降低应用服务质量。因此，为了解决运个问题，研究者提出了云计算环 境下多虚拟机迁移的解决方案。检索到的W下几篇与本发明相关的属于云计算DCN领域的 专利，它们分别是：
[0003] 1.中国专利201510036992. 8, 一种数据中屯、多虚拟机的数据迁移方法；
[0004] 2.中国专利201210551631. 3, 一种应用集群迁移方法及装置； 阳0化]在上述专利1中提供了一种数据中屯、多虚拟机的数据迁移方法，属于云计算领 域。本发明基于化ancoCallegati和WalterCerroni提出的基于预复制的并行多虚拟机 迁移策略，W及在本发明中提出的基于后复制的串行多虚拟机迁移策略为基础，引入参量m 及修正因子a，提出一种满足服务提供商与用户协商的最大停机时间的约束条件下，总迁 移时间最小的数据迁移方法，该方法适用范围广，可进一步降低服务提供商的迁移时间成 本。
[0006]在上述专利2中公开了一种应用集群迁移方法及装置，该方法包括：在云计算平 台中，接收用户按照迁移框架的约定发来的应用集群迁移请求；对所述应用集群迁移请求 进行解析，确定请求进行迁移的应用集群的迁移属性信息；根据确定出的迁移属性信息， 在空闲资源池中确定符合应用集群迁移需求的节点资源，根据确定出的节点资源和迁移框 架，将请求迁移的应用集群迁移到确定出的节点资源中。采用上述方案，能够较好地提高云 计算平台中应用集群的迁移效率。
[0007]根据上述查新，现有技术所存在的问题是，均没有考虑流媒体服务器高资源消耗W及紧密流量通信的特点，运会导致整个云计算网络的严重拥塞，大量消耗网络的内部带 宽，进而严重影响流媒体应用服务的性能。
【发明内容】
[0008] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于DCN的虚拟流媒 体集群协同迁移方法，在保证流媒体应用对外服务性能的前提下，大幅度降低DCN网络的 内部带宽消耗，同时降低流媒体集群的整体迁移时间成本。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0010] 一种基于DCN的虚拟流媒体集群协同迁移方法，
[0011] 首先，构建虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图；
[0012] 根据虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图进行面向物理机的小集群拓扑划 分和面向分区的大集群拓扑划分；
[0013] 根据虚拟流媒体服务器所在位置和2个层次的拓扑划分结果，指派面向分区的大 集群与分区的对应关系和指派面向物理机的小集群与物理机的对应关系；
[0014] 最后，通过虚拟流媒体集群协同迁移方法，把所有待迁移的虚拟机迁移到目的物 理机上。
[0015] 所述构建虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图表示为Gvm= (V，E)，其中V= {Vmi,Vm^......Vm。}，即每一个虚拟机为流量通信拓扑图中的一个点，n为虚拟机个数，E为 边集，代表虚拟机间是否存在通信；若虚拟机i与虚拟机j之间存在通信，则Ei,=1，否则Eii= 0 ;边权值WIi为虚拟机i与虚拟机j之间的通信大小；虚拟机i表示为Vm1=(C，b)， 其中C表示虚拟机i所需的CPU资源，b表示虚拟机i所需的带宽资源。
[0016] 所述面向物理机的小集群拓扑划分具体步骤如下：
[0017]Stepl:初始化每个虚拟机为一个面向物理机的小集群；
[0018] Step2:计算边增益，边增益与边权值的平方成正比、与边权值占所连接点的所有 边权值之和的百分比成正比、边连接点的资源和成反比；
[0019] Step3 :如果存在边增益大于0,则合并边增益最大的边连接的2个点为一个面向 物理机的小集群；
[0020] St巧4 :重复St巧2,直到所有边增益都不大于0 ;
[0021] Steps:合并剩余的孤立节点为一个面向物理机的小集群。
[0022] 所述根据面向分区的大集群拓扑划分的具体步骤如下：
[0023]Stepl:初始化面向物理机的小集群为一个面向分区的大集群；
[0024]Step2:计算边增益，边增益与边权值的平方成正比、与边权值占所连接点的所有 边权值之和的百分比成正比、边连接点的资源和成反比；
[00巧]Step3 :如果存在边增益大于0,则合并边增益最大的边连接的2个小集群为一个 面向分区的大集群； 阳0%] St巧4 :重复St巧2,直到所有边增益都不大于0 ;
[0027]Steps :合并剩余的孤立的小集群为一个面向分区的大集群。
[0028] 所述指派面向分区的大集群与分区的对应关系的具体步骤如下： 阳0巧]Stepl:虚拟机迁移过程中拷贝的内存数据总量用公式化ta(i) =B*Vmi(c)/ 度-Vmi化)）表示，式中：B表示传输速率，Vmi(C)表示虚拟机内存大小，Vmi(b)表示虚拟机内 存脏页产生率；
[0030] Step2 :虚拟机与分区的距离用虚拟机迁移拷贝内存数据总量与其到分区所经过 的通信交换机个数的乘积表示；
[0031] Step3 :面向分区的大集群与分区的距离为面向分区的大集群所包含的所有虚拟 机与分区距离之和；
[0032]Step4:根据面向分区的大集群到分区的距离，使用匈牙利分派算法求得最优分配 方案。
[0033] 所述指派面向物理机的小集群与物理机的对应关系的具体步骤如下：
[0034] Stepl:若虚拟机部署在物理机，则虚拟机与物理机距离为0,否则为I;
[0035]Step2:面向物理机的小集群与物理机的距离为面向物理机的小集群所包含的所 有虚拟机与物理机距离之和；
[0036]Step3:根据面向物理机的小集群到物理机的距离，使用匈牙利分派算法求得最优 分配方案。
[0037] 所述通过虚拟流媒体集群协同迁移方法，把所有待迁移的虚拟机迁移到目的物理 机上的具体步骤如下：
[0038]Stepl:判断待迁移虚拟机的目的主机资源是否满足，将待迁移虚拟机分为可迁移 队列和等待迁移队列；
[0039]Step2:计算可迁移队列中的虚拟机迁移带来的网络增益，按其迁移带来的网络增 益降序排列，虚拟机迁移增益为虚拟机迁移之后所减少的DCN的内部流量大小；
[0040] St巧3:若可迁移队列为空，转至St巧6 ;否则，从可迁移队列中的按顺序取虚拟 机，计算虚拟机的迁移路径，迁移路径带宽表示为B;
[0041] Step4 :若迁移路径带宽B大于1. 5倍的虚拟机内存脏页产生率，则不满足迁移条 件，转至Step3;否则，启动其迁移任务；
[0042]St巧5:虚拟机完成迁移，更新与之相连的虚拟机的迁移增益、更新源物理主机 的可用资源、更新可迁移队列和等待资源队列、更新DCN网络拓扑矩阵可用带宽；转至 StepS；
[0043] Step6 :更新目的物理主机可W资源，更新可迁移和等待迁移队列，更新DCN网络 拓扑矩阵可用带宽；转至Step3;
[0044] Step7 :判断等待迁移队列是否为空，若为空，则算法结束；否则，将待迁出虚拟机 个数最小的物理机上的虚拟机迁移到空闲物理机。
[0045] 与现有技术相比，本发明考虑了流媒体服务器高资源消耗W及紧密流量通信的特 点，通过求得虚拟流媒体集群的理想迁移方案进行虚拟流媒体集群协同迁移。
【附图说明】
[0046] 图1为本发明一种基于DCN的虚拟流媒体集群协同迁移方法的流程图。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。 W48]如附图1所示，本发明为一种基于DCN的虚拟流媒体集群协同迁移方法，首先，构 建虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图；根据虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑 图进行面向物理机的小集群拓扑划分和面向分区的大集群拓扑划分；根据虚拟流媒体服务 器所在位置和2个层次的拓扑划分结果，分别指派面向分区的大集群与分区的对应关系和 面向物理机的小集群与物理机的对应关系；最后，通过虚拟流媒体集群协同迁移方法，把所 有待迁移的虚拟机迁移到目的物理机上。
[0049] 下面分步骤对本发明的技术方案进行详细叙述。
[0050] 1、构建虚拟流媒体服务器之间流量通信拓扑图
[0051] 构建虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图表示为Gvm= (V，E)，其中V= (Vmi，Vm2......Vm。}，即每一个虚拟机为流量通信拓扑图中的一个点，n为虚拟机个数，E为 边集，代表虚拟机间是否存在通信；若虚拟机i与虚拟机j之间存在通信，则Ei,=1，否则Eii=O;边权值WIi为虚拟机i与虚拟机j之间的通信大小；虚拟机i表示为Vm1= (C，b)， 其中C