IaaS平台虚拟机调度算法
【专利摘要】一种IaaS平台虚拟机调度算法，将各个实例请求的利润做为优先级，在每次产生空缺时进行虚拟机分配，尤其在云中硬件资源利用率处于满负荷状态的应用场景下，以最大化云资源提供商的收益为目标进行虚拟机调度。
【专利说明】IaaS平台虚拟机调度算法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是云计算系统中的调度算法,具体涉及的是IaaS(Infrastructureas a Service,基础设施即服务)服务模式下的虚拟机调度算法。
【背景技术】
[0002]云计算(CloudComputing)是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS (平台即服务)、SaaS (软件即服务)等概念混合严谨并跃升的结果。
[0003]它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成为一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。Cloud Computing的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最忠实用户终端简化为一个单纯的输入/输出设备，并能按需享受“云”的强大计算能力。
[0004]随着云计算的发展壮大，云计算平台所需要的服务器以及相关配套设施的数量也迅速增加，但是云中的硬件资源不是无限的，随着云计算应用领域的扩展，客户数量的增力口，以及一些服务的季节性和闲忙时的特性，硬件资源可能在一定场合处于满负载状况，如何在这些场景下最大化云资源提供商和用户的利益，研究还不够充分。
[0005]结合亚马逊(Amazon)的标准云服务实例，主机上产生的虚拟机实例空缺根据所能满足的实例需求分为大型、中型和小型空缺。而所谓大、中、小型虚拟机描述的是物理主机所能承载的虚拟机度量，例如，我们假设一台物理主机的容量为I台大型虚拟机，2台中型虚拟机或6台小型虚拟机。即，大型、中型和小型虚拟机所消耗的硬件资源比例为6:3:1。不失一般性，我们假设硬件使用所产生的单位收益是相同的，那么硬件使用率越高，就会使得商家的收入越大。用户请求的价格可以用硬件使用率乘以使用时长来衡量。虚拟机分配是指根据虚拟机实例所需的硬件资源，为每一个实例指定一个具体的目标主机来部署。填补空缺是指根据虚拟机实例空缺所产生的闲置硬件资源，为每一个空缺指定一个具体的实例需求来填补，从而使相应主机的闲置资源得到充分利用，进而使得云资源提供商的收益最大化。在不同时间段内，由于用户提交的实例需求和产生的实例空缺之间存在着类型、数目和时间的不同，确定需求所填补空缺的类型和填补发生的时间也就不同。可见，与一般形式的固定工件排序模型相比，主要区别在于有限的机器数目和优先原则，这是与实际应用环境中硬件资源数量有限和云资源提供商追求收益相一致的。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种IaaS平台虚拟机调度算法，针对云计算平台容量有限的场景，对满负荷情况下虚拟机的调度算法进行了研究，能够在平台容量不多于请求量的情况下对请求进行调度，以最大化云计算资源提供商的收益。[0007]本发明通过以下技术方案实现:
[0008]—种IaaS平台虚拟机调度算法,包括步骤:
[0009]S1、设一定时间段内所有待分配的虚拟机实例集合为V=IVi I i=l, 2，...，n}，n为待分配的虚拟机实例的总数，可用于分配虚拟机实例的空缺集合为B= {B」I j=l, 2，...，n}，m为空缺总数；每个虚拟机实例都有固定的开始使用时间Tbi和结束使用时间Tei ；
[0010]S2、对每产生一个空缺后，开始使用和结束使用的时刻分别定义一个加入事件和退出事件，将所有加入事件和退出事件按其发生时间的先后重新排序，得到当前时间段内的事件集合:
[0011]
【权利要求】
1.一种IaaS平台虚拟机调度算法，其特征在于，包括步骤: 51、设一定时间段内所有待分配的虚拟机实例集合为V=IViI i=l, 2，...，n}，n为待分配的虚拟机实例的总数，可用于分配虚拟机实例的空缺集合为B= {B」I j=l, 2，...，m}，m为空缺总数；每个虚拟机实例都有固定的开始使用时间Tbi和结束使用时间Tei ； 52、对每产生一个空缺后，开始使用和结束使用的时刻分别定义一个加入事件和退出事件，将所有加入事件和退出事件按其发生时间的先后重新排序，得到当前时间段内的事件集合:
2.根据权利要求1所述的一种IaaS平台虚拟机调度算法，其特征在于，所述虚拟机实例包括大型虚拟机实例、中型虚拟机实例、小型虚拟机实例，所述空缺包括:大型空缺、中型空缺、小型空缺。
3.根据权利要求2所述的一种IaaS平台虚拟机调度算法，其特征在于，所述实例请求优先级函数Priority (Vi)的计算方法包括:
对于大型虚拟机实例=Priority(Vi)=6M (Te1-Tbi)- (Tn1-Tbi)I +max {PriceofPrecursor(Vi) }，所述Tni为系统当前时间；
对于中型虚拟机实例=Priority(Vi)=S5K (Te1-Tbi)- (Tn1-Tbi)I +max {PriceofPrecursor(Vi)I ；对于小型虚拟机实例=Priority(Vi) = I (Te1-Tbi)- (Tn1-Tbi)I +max {PriceofPrecursor (V,)}； 其中，PriceofPrecursor (Vi)是Vi的前驱总价格:
4.根据权利要求1所述的一种IaaS平台虚拟机调度算法，其特征在于，在步骤S3的最后还包括:Bfree=Bfree-{B」，B」的前驱}、RevenueSum=RevenueSum+Price (Bj)0
5.根据权利要求1所述的一种IaaS平台虚拟机调度算法，其特征在于，匹配度的计算方法包括: 对于大型虚拟机实例:
【文档编号】H04L29/08GK103685561SQ201310744135
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】曹健, 王志远, 张晨, 陈昌源, 李智 申请人:上海交通大学