[發明專利]基于CPU心跳幅度的物理主機負載檢測方法

有效

• 申請號: 201210494858.9
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103019366A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 雷萬保;崔珞琨;汪楊
• 申請（專利權）人: 國睿集團有限公司;南京物聯網應用研究院有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;G06F11/30
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 何朝旭

技術領域

本發明涉及一種基于CPU心跳幅度的物理主機負載檢測方法，是針對物理主機資源動態優化機制的改進，屬于計算機網絡技術領域。

背景技術

據申請人了解，目前在云計算環境下，物理主機負載檢測方法的核心思想都立足于中心偏離度統計值。例如，當前最具影響力的四分間距（IQR）法即屬于基于中心偏離度統計值的物理主機負載檢測方法，其一般過程為：將一系列原始數值依據從小到大順序重排列，然后將排序所得數列分成四等份，最后取第三個四分位上的數值與第一個四分位上的數值之差，作為判斷物理主機負載的依據。

但是這種方法存在的主要問題是：僅考慮到物理主機的平均負載分布，而未能考慮到物理主機運行過程中的抖動因素，致使現有方法很難快速、準確地檢測到運行負載不穩定的物理主機，并使得系統運行時的物理主機主要耗能指標較高（例如虛擬機實際遷移數量，遷移操作導致虛擬機性能下降比例，目標待遷移虛擬機選擇時間，目標虛擬機實際遷移時間平均值），導致物理主機能量消耗增加，且性能下降，使用戶體驗效果降低，最終使整個系統的運行、維護、管理成本上升。

現有技術中還存在使多臺物理主機負載均衡的方法，如申請號200910238364.2公布號CN101719081A的中國發明專利申請公開了一種虛擬機調度方法；申請號201110199822.3公布號CN102236582A的中國發明專利申請公開了一種虛擬化集群負載在多臺物理機中均衡分配的方法。

這兩種方法基本上都是通過監測虛擬機的實際負載及變化，預估虛擬機的最大負載，并將同一物理主機上所有虛擬機最大負載之和與該物理主機預設的最大負載限值進行比較，若前者大于或等于后者，則認為該物理主機過載或運行負載不穩定。但是，由于這兩種方法并不是直接監測物理主機的實際負載，很難及時檢測到物理主機運行過程中發生的抖動（如負載突然增大等），因此這兩種方法并不能解決前述現有物理主機負載檢測方法存在的技術問題。

再如申請號201110373058.7公布號CN1025108718A的中國發明專利申請公開了一種虛擬機負載均衡方法和裝置，其方法判斷物理主機過載的標準為：某物理主機最近連續N次負載指數均超過預設閾值時，則認為該物理主機過載。其中，負載指數由CPU利用率、內存使用率和IO吞吐量因子通過加權計算獲得，而IO吞吐量因子的確定過程為：監測若干物理主機在同一時期的IO吞吐量，選出值最大的IO吞吐量，再以各物理主機自身IO吞吐量與該最大IO吞吐量的比值為各物理主機的IO吞吐量因子。該方法以直接監測到的物理主機參數作為判斷依據，在一定程度上可以解決前述現有物理主機負載判斷方法存在的技術問題，但是該方法還存在以下主要問題：（1）確定IO吞吐量因子時需要考慮到所有物理主機的IO吞吐量，而IO吞吐量因子本身是具有相對性的比值，這就決定了該方法僅適用于采用負載容量相同的同構物理主機的系統，若系統中存在負載容量不同的物理主機，則難以判斷出物理主機是否過載；（2）需要以CPU利用率、內存使用率和IO吞吐量因子三個變量來確定負載指數，并需要以最近連續N次負載指數分別與預設閾值比較，這樣做雖然能在一定程度上防止誤判，但是也不可避免地增加了判斷過程的復雜程度，無疑會降低判斷的速度，很難滿足運算量極大的云計算系統對迅速找出過載物理主機的要求，同時也不利于降低能耗；（3）對該方法而言，預設閾值是判斷物理主機是否過載的重點之一，但是該專利申請文件中并未說明如何設定該閾值，而顯然該閾值是不能隨意設定的，需要反復實踐研究才能得出合適的閾值，使判斷結果與事實相符，也就是說該專利申請文件無法起到與閾值設定相關的教導作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的問題，提供一種基于CPU心跳幅度的物理主機負載檢測方法，能快速、準確地檢測出物理主機負載狀態，進而降低物理主機主要耗能指標、提升物理主機性能，并最終降低整個系統的運行、維護、管理成本。

本發明解決其技術問題的技術方案如下：

一種基于CPU心跳幅度的物理主機負載檢測方法，其特征是，包括以下步驟：