[發(fā)明專利]IaaS云環(huán)境下物理主機(jī)資源狀態(tài)預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510350166.0
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN105045648B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭雨晴;夏慶新
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 北京匯智英財(cái)專利代理事務(wù)所(普通合伙)11301
• 代理人: 陳曉娟

1.一種IaaS云環(huán)境下物理主機(jī)資源狀態(tài)預(yù)測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟A:將IaaS云資源需求預(yù)測過程確立為隱式馬爾可夫過程；

步驟B:確定物理主機(jī)資源的觀察狀態(tài)集合和隱式狀態(tài)集合；

步驟C:構(gòu)建IaaS云平臺(tái)資源預(yù)測的隱式馬爾可夫過程模型；

步驟D:根據(jù)該IaaS云平臺(tái)資源預(yù)測的隱式馬爾可夫過程模型的預(yù)測狀態(tài)，進(jìn)行資源調(diào)度；

其中，步驟D中，云平臺(tái)資源的狀態(tài)預(yù)測方法包括：

步驟D1:確定初始化Viterbi變量：δ₁(i)＝π_ib_i(O₁)；

其中，1≤i≤N，N是物理狀態(tài)主機(jī)的集合，O₁為物理主機(jī)在起始時(shí)刻對應(yīng)的觀察狀態(tài)，bi(O₁)為物理主機(jī)在起始時(shí)刻對應(yīng)的觀察狀態(tài)O₁的概率，π_i為初始狀態(tài)概率；

步驟D2:根據(jù)遞歸關(guān)系確定整個(gè)預(yù)測周期內(nèi)，每個(gè)時(shí)刻對應(yīng)的Viterbi變量以及記憶變量；

其中，2≤t≤T，1≤j≤N，a_ij表示從狀態(tài)i到狀態(tài)j的轉(zhuǎn)移概率，為概率最大路徑上當(dāng)前狀態(tài)的前一個(gè)狀態(tài)，T為一個(gè)完整的預(yù)測周期對應(yīng)的終結(jié)時(shí)間點(diǎn)；b_j(O_t)為物理主機(jī)在t時(shí)刻對應(yīng)的觀察狀態(tài)O_t的概率，記憶變量為每個(gè)時(shí)刻對應(yīng)的Viterbi變量值對應(yīng)的上一個(gè)時(shí)刻的隱狀態(tài)參數(shù)；

步驟D3:確定遞推結(jié)果：

步驟D4:根據(jù)遞推結(jié)果進(jìn)行路徑回溯，確定每個(gè)預(yù)測周期內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)t＝T-1,T-2,...,1；

步驟D5:根據(jù)路徑回溯結(jié)果，預(yù)測云平臺(tái)資源在T時(shí)刻的狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IaaS云環(huán)境下物理主機(jī)資源狀態(tài)預(yù)測方法，其特征在于，

所述隱式馬爾可夫過程模型中，其通過Viterbi算法給出一個(gè)場景的預(yù)測過程，以驅(qū)動(dòng)構(gòu)建該隱式馬爾可夫過程模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IaaS云環(huán)境下物理主機(jī)資源狀態(tài)預(yù)測方法，其特征在于，

所述步驟A中的隱式馬爾可夫過程模型通過一個(gè)五元組來描述：

λ＝(N,M,A,B,π)

其中：N是物理主機(jī)狀態(tài)的集合，M是觀察值的集合，A是狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，B是觀察值的概率分布矩陣，π是初始狀態(tài)概率分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IaaS云環(huán)境下物理主機(jī)資源狀態(tài)預(yù)測方法，其特征在于，

所述物理主機(jī)狀態(tài)的集合N為隱狀態(tài)集，N＝{S₁,S₂,S₃}，其中，其中，S₁為物理主機(jī)欠載狀態(tài)；S₂為物理主機(jī)正常狀態(tài)；S₃為物理主機(jī)過載狀態(tài)；

所述觀察值的集合M為觀察狀態(tài)集，M＝{OUT,IN,NON}，其中，OUT為虛擬機(jī)遷出狀態(tài)；IN為虛擬機(jī)遷入狀態(tài)；NON為虛擬機(jī)無遷出遷入狀態(tài)；

其中，初始狀態(tài)概率：π＝{π₁,π₂,π₃}；

隱狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率：A＝(a_ij)_3×3，其中a_ij表示從狀態(tài)i到狀態(tài)j的轉(zhuǎn)移概率；

觀察值分布概率：B＝b(M)，其中b(M)為M中元素的分布概率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IaaS云環(huán)境下物理主機(jī)資源狀態(tài)預(yù)測方法，其特征在于，

所述隱狀態(tài)組成的狀態(tài)序列為Q＝(q₁,q₂,…,q_t,…,q_T)，其中每個(gè)q_t∈N中的一個(gè)狀態(tài)，由初始狀態(tài)概率π和狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率A決定；

所述觀察狀態(tài)組成的觀察序列為O＝(o₁,o₂,…,o_t,…,o_T)，其中每個(gè)o_t∈M中的一個(gè)狀態(tài)，由狀態(tài)序列Q和各狀態(tài)的分布概率B決定。