一种多租户数据中心软件中间件的部署方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及多租户数据中屯、软件的部署技术，尤其设及一种多租户数据中屯、软件 中间件的部署方法。
【背景技术】
[0002] 多租户数据中屯、为用户提供计算系统和一些相关组件(例如通信系统、存储系统 等)功能。租户通过租用数据中屯、中提供的计算和网络资源，获得高质量的物理基础设施和 管理服务。运些的服务通常包括虚拟机资源，如CPU、内存等计算资源和网络磁盘等存储资 源，网络资源，如带宽、中间件等资源。
[0003] 中间件是一个能够对数据流进行转换、检测、过滤的网络设备。防火墙、入侵检测 系统、负载均衡器等都是常见的中间件。目前数据中屯、的中间件大多是硬件中间件，运种中 间件W硬件的形式挂在网络设备上，处理能力有限，不能够满足租户的需求。首先，数据中 屯、的中间件是被租户共享使用的，因此一些租户可能会因为竞争不到中间件资源而花费时 间来等待中间件的服务从而造成拥塞。其次，运种被租户共享使用的中间件可扩展性差，难 W满足不同租户的个性化需求。此外，由于运种中间件是需要额外的硬件设备支持，成本也 比较高。
[0004] 综上所述，数据中屯、运营商考虑使用通用虚拟机资源来替代中间件的功能，在数 据中屯、中引入虚拟机中间件。由于虚拟机是数据中屯、当中固有的资源，不需要额外引入硬 件设备。而且运营商可W为每个租户分配单独的个性化定制的软件中间件从而在避免拥塞 的同时提高系统的可扩展性。
[0005] 现有的工作在如何部署软件中间件从而在保证租户需求的前提下最大化接受租 户的问题上，尚未有可行的解决方法。运主要是由于租户的请求复杂，既要请求虚拟机资 源，又对中间件的网络通信模式W及带宽有特定的要求。由于数据中屯、当中每条链路的带 宽W及物理机上能够开启的虚拟机的数量都是有限制的，需要总结并抽象租户的需求模 型，明确租户的请求，从而设计出解决多租户数据中屯、中软件中间件的部署问题的算法。
【发明内容】
[0006] 发明目的：为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多租户数据中屯、 软件中间件的部署方法，能够有效协调存放租户的应用虚拟机和中间件虚拟机的部署问 题，使得在数据中屯、在保证租户对于虚拟机、中间件和网络需求的同时，进一步增加被接受 的租户请求数量，甚至使得被接受的租户请求数量最多，整体大幅提升了数据中屯、的收益。
[0007] 技术方案:本发明提供的一种多租户数据中屯、软件中间件的部署方法，该方法W 数据中屯、的物理拓扑信息和基于租户虚拟机需求模型给出的租户的请求作为输入，所述租 户请求包括租户请求的APP VM的数量、租户请求的MB VM的数量、租户APP VM之间通信所需 求的每个APP VM的最小通信带宽保障、租户之间通信所需求的每个虚拟机每条连接的最小 外部通信带宽保障、W及租户之间通信的依赖关系，其中APP VM即为用于应用的虚拟机，MB VM即为中间件虚拟机;该方法包括W下步骤：
[0008] 1)寻找最小子树:在数据中屯、的树形拓扑结构中，基于所述租户虚拟机需求模型， 通过最小子树查找算法，找到虚拟机个数满足租户需求的最小子树，如不存在运样的子树， 则拒绝租户的请求；
[0009] 2)部署租户虚拟机:对步骤1)中最小子树的每一个孩子逐一部署APP VM，如果该 最小子树的孩子中还有剩余的虚拟机，则部署MB VM，当租户的APP VM和MB VM请求都被成 功满足后，进入步骤3 )，否则进入步骤1)中重新寻找一个最小子树；
[0010] 3)保留网络带宽:根据租户虚拟机需求模型中给出的租户内部APP VM通信、租户 之间相互通信、W及租户之间的通信依赖对于网络资源的需求，为租户保留带宽，如保留成 功则该租户成功被数据中屯、接受，否则进入步骤1)重新寻找一个最小子树。
[0011] 优选的，本部署方法基于租户虚拟机需求模型给出租户对虚拟机、中间件W及网 络资源的需求，其中一个租户的请求通过如下五元组表示：
[0012] T = <N,R,Bin,Bex,dependen 巧〉 （1);
[0013] 其中；
[0014] N表示租户请求的用于部署APP的VM的数量；
[001引 R是一向量<ri,r2，..'，rn〉，表示租户请求的每类MB VM能够服务的APP VM的数量， 通过向量R和请求的APP VM数量N，得到每一类MBi需要的虚拟机的数量N/ri;
[0016] Bin表示租户内部的APP VM通信需求，即每个APP VM的最小内部通信带宽；
[0017] B6X表示租户之间的通信需求，即每个APP VM在每条连接下的最小外部通信带宽； [001引 d邱enden巧是一向量，表示租户之间的通信依赖关系，其中，当d邱enden巧=<i〉
[0019] 时表示本租户与第i个租户有通信需求，当d邱endency = <*〉时，则表示该租户
[0020] 可W接受来自任何其他租户的通信请求。
[0021 ]优选的，所述步骤1)中的最小子树查找算法为:使用深度优先遍历捜索数据中屯、 的树形拓扑结构，找到第一个能够满足租户对APP VM和MB VM个数需求的、并且没有被该租 户打过作为最小子树标记的最小子树，然后打上作为过该租户最小子树的标记。
[0022] 作为优选的，所述步骤3)保留网络带宽包括:基于租户内部和租户之间的通信模 型，对于一个租户内部的通信，需要为该租户的每个APP VM保留带宽为Bin;对于租户之间的 通信，当租户A和租户P之间有通信需求时，为运个通信需求保留的带宽为：
[0023] 放化皆4技f才M巧技基X) (2h
[0024] 其中：Na表示租户A请求的用于部署APP VM的数量，B|x表示租户A外部通信时每个 APP VM在每条连接下的最小通信带宽保障；Np表示租户P请求的用于部署APP VM的数量， 表示租户P外部通信时每个APP VM在每条连接下的最小通信带宽保障；
[0025] 上述公式（2)保留的带宽均匀分配到租户A的APP VM到租户P的MB VM、租户P的MB VM到租户P的APP VM、租户P的APP VM到租户A的MB VM、租户A的MB VM到租户A的APP VM之间 的每条链路上。
[0026] 有益效果:本发明提出了一种多租户数据中屯、软件中间件的部署方法，相较于现 有技术，如简单朴素的部署算法等，能够有效协调存放租户的应用虚拟机和中间件虚拟机 的部署问题，使得在数据中屯、在保证租户对于虚拟机、中间件和网络通信需求的同时，进一 步增加被接受的租户请求数量，甚至使得被接受的租户请求数量最多，整体大幅提升了数 据中屯、的收益。
【附图说明】
[0027]图1为应用本发明的数据中屯、拓扑示意图；
[002引图2为将租户A( tenant A)请求的Midde化OX和App Ii cat ion虚拟机部署在数据中 屯、物理机上的示意图；
[0029] 图3为两租户通信的数据流向图，其中租户P包含两类MB = <MB1，MB2>;
[0030] 图4为两种简单朴素的部署算法；
[0031 ]图5为对一种简单朴素的部署算法的优化示意图；
[0032] 图6为不失一般性的情况下MB VM和APP VM部署示意图；
[0033] 图7为本发明与图4给出的两种部署算法比较的仿真实验结果图。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，本实施列对本发明不构成限 定。
[0035] 本发明给出的多租户数据中屯、软件中间件的部署方法，W真实的数据中屯、的物理 拓扑信息W及租户的请求作为输入。图1表示一个数据中屯、的网络拓扑，如图1所示，一个真 实的数据中屯、的网络拓扑包括：网络拓扑结构，链路容量，物理机容量（可开启虚拟机个 数）。租户的请求包括:租户请求的APP VM的数量、租户请求的MB VM的数量、租户APP VM之 间通信所需求的每个APP VM的最小通信带宽保障、租户之间通信所需求的每个虚拟机每条 连接的最小外部通信带宽保