[發明專利]一種計算中心內部物理主機的選擇方法

有效

• 申請號: 201410284277.1
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104065547B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 沈玉龍;宗旋;張琪;姜曉鴻;裴慶祺;張華慶
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學昆山創新研究院;西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/44
• 分類號: H04L12/44;H04L29/08;G06F9/455;G06F9/50
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明屬于數據處理技術領域，涉及一種計算中心內部物理主機的選擇方法，具體涉及一種如何減少計算中心內部虛擬機之間的通信代價的方法。

背景技術

計算中心需要為具體的應用程序或子任務提供具體虛擬機數目的支持。分配一個計算中心的虛擬機集合被放置在計算中心內部不同的機架或服務器。機架內虛擬機間的通信能夠快速完成。匯聚交換機的通信會占有機架網絡帶寬的一部分，隨著虛擬機之間的距離的增加，匯聚交換機之間的可用帶寬逐漸減少。處理應用程序或子任務的虛擬機的可用帶寬依賴于虛擬機被放置的物理主機的位置。計算中心數據中心的效率也依賴于虛擬機放置的選擇。

將每個應用程序或子任務在這個計算中心需求的虛擬機數目全部加起來，得到某個計算中心需要提供的所有虛擬機數目。若該計算中心需要提供的全部虛擬機數目小于該計算中心容量，就需要如何選定計算中心中的區域，不僅使該局域滿足虛擬機需求，而且最大化的減少虛擬機之間的通信代價。

針對如何減少虛擬機之間的通信代價問題的問題，目前出現了幾種代表性的策略。第一種是隨機選擇，在計算中心內部隨機選擇一個服務器放置虛擬機，如果這個服務器容量不足，則隨機選擇下一個服務器，直至放置完全部的虛擬機。這種放置策略簡單易行，但沒有考慮減少虛擬機之間的通信距離。第二種是貪心選擇，將服務器按照容量進行從大到小排序，總是選擇最大容量的服務器放置虛擬機。這種放置策略，沒有從全局角度考慮，容量大的機架或服務器可能距離的非常遠。第三種是選擇高度最小的子樹，讓這個子樹中的服務器放置所有虛擬機。這種放置策略，將服務器集中在子樹的高度中，很大程度上減少了虛擬機之間的通信距離，但出現高度一樣的子樹在計算中心中是非常常見的，需要更好標準優化這種策略。

上述第三種策略是基于分層樹型網絡體系選擇計算中心內部的物理主機。分層樹型體系是目前最為典型的體系結構，也是工業界普遍應用和學術界普遍認同的體系結構。分層樹型體系的每個機架包含多個服務器，服務器與服務器之間通過TOR(top-of-the-rack)交換機進行通信。TOR交換機位于機架的頂部。機架與機架之間的通信通過匯聚交換機進行。因此，相鄰機架中的兩個服務器需要進行通信的話，就需要經過源TOR交換機、匯聚交換機和目的TOR交換機這樣一條路徑。如果機器位于更遠的地方，就需要通過多層的匯聚交換機。運行于虛擬機中的應用程序的通信延遲取決于虛擬機放置的物理主機的位置。

發明內容

為克服現有技術中減少虛擬機之間的通信代價問題的不足，本發明提供了一種計算中心內部物理主機的選擇方法，在確定計算中心內部的網絡體系結構的基礎上，在計算中心內部選擇合適的區域以及其中的服務器集合以便為客戶請求和應用程序提供服務，最大化的減少虛擬機之間的通信代價。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種計算中心內部物理主機的選擇方法，包括如下步驟：

步驟一、輸入樹及相關參數

給定一個三元組集合G＝(T,r,g)，其中，T代表樹，r代表樹的根節點，g代表計算中心需要提供的虛擬機數目；在樹中有三個變量函數：weight()、height()和path()，其中，weight(r)表示以r為根節點的樹能夠提供的虛擬機數目，height(r)表示以r為根節點的樹的高度，path(r)表示以r為根節點的樹存在的最遠路徑；

樹的子樹的根節點以r_n表示，n為正整數，n的取值范圍為[1,n]，子樹中的變量：weight(r_n)、height(r_n)和path(r_n)，其中，weight(r_n)表示以r_n為根節點的子樹能夠提供的虛擬機數目，height(r_n)表示以r_n為根節點的子樹的高度，path(r_n)表示以r_n為根節點的子樹存在的最遠路徑；

給定變量minHeight、minTree、minPath、longestPath、h1和h2，其中，minHeight表示遍歷過程中局部最優子樹的高度，minTree表示遍歷過程中局部最優的子樹，minPath表示遍歷過程中局部最優子樹的路徑長度，longestPath表示遍歷過程中局部最優子樹的最長路徑長度，h1表示遍歷過程中第一高子樹高度，h2表示遍歷過程中第二高子樹高度；

步驟二、數值初始化