[發明專利]一種云計算環境中的主機負載預測方法

有效

• 申請號: 201310285843.6
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103365727A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 周余;楊強鵬;于耀;彭成磊;都思丹;王自強;趙賀;湯文杰;馬雁楠
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06N3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種針對云計算中主機負載預測的方法及系統，其特征是包含以下主要步驟：

步驟一、采集前n天的歷史數據，并將采集到的數據集分為訓練集和驗證集，需要預測的數據集為預測集。

步驟二、利用相空間重構的方法對訓練集、驗證集和預測集進行相空間重構。

步驟三、利用訓練集計算EA-GMDH模型的系數，并用驗證集的數據評估模型的好壞。

步驟四、利用步驟三中得到的模型對預測集的數據進行預測，從而得到最終的負載。

2.權利要求1所述方法的步驟二的特征在于，假設原來的負載數據是根據Packard和Takens等人提出的延遲坐標法對負載數據進行相空間重構，得到多元時間變量Y_j＝(X_j，X_j+τ，X_j+2τ，...，X_j+(m-1)τ)，其中m為嵌入維，τ為時延。在本方法及系統中，X_i＝(x_{T-H-1-(i-1)τ}，...，x_T-(i-1)τ)，i＝1，2，...m，其中T是預測點，H為預測的時間長度。

3.權利要求1所述方法的步驟三的特征在于，將第一部分得到的多元時間變量作為第二部分EA-GMDH網絡的輸入，經過整個網絡的運算后得到最終的負載變化情況。利用訓練集的數據，我們可以得到一組線性方程XC＝Y，每個節點的系數可以通過解這組線性方程得到，即C＝(X^TX)^-1X^TY。對于每個染色體，我們定義了一個評價函數來評估該染色體的優劣，從而決定該染色體在下一次迭代中是否該保留。評價函數的具體形式為：N_va表示測試集的大小，W_i是權重函數，用來表示測試集中每個數據所占權重的大小，W_i的定義為D_i是測試集中第i個數據的輸入變量與預測集的輸入變量之間的歐式距離。

4.一種根據權利要求1中所述方法實現的針對云環境中主機負載預測的系統，其特征在于在能夠對虛擬機的負載進行預測從而在主機過載前進行虛擬機的調度，以保證服務水平協議(Service?Level?Agreement，SLA)，該系統是權利要求1中所述方法的具體實現。

5.根據權利要求4中所述的系統，其特征在于包括以下模塊。

(1)數據采集模塊，用于采集主機負載的歷史情況。

(2)相空間重構模塊，該模塊運行權利要求1所述方法的步驟二中的算法，用于將單元時間變量變成多元時間變量，作為EA-GMDH網絡的輸入。

(3)基于遺傳算法的數據分組處理模塊，該模塊運行權利要求1所述方法的步驟三中的算法，利用訓練集和驗證集得到一個合適的預測模型。

(4)預測模塊，該模塊利用得到的模型進行主機負載預測。