[發明專利]一種虛擬化云中容錯資源供給方法

有效

• 申請號: 201510422309.4
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105005506B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 朱曉敏;包衛東;劉忠;王吉;紀浩然;肖文華;陳超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/455;G06F11/14
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 李弘

技術領域

本發明涉及云計算領域，特別地，涉及一種虛擬化云中容錯資源供給方法。

背景技術

由于計算機系統出錯的不可預測性，在設計調度算法時加入對容錯性的支持至關重要。容錯調度算法大體上可以分為兩類，即靜態容錯調度和動態容錯調度：靜態容錯調度在任務提交之前進行調度決策，通常用來調度周期性任務；動態容錯調度通常用來調度非周期性任務，其任務到達時間不確定。

目前，在分布式計算環境下主要有兩種主要的容錯調度手段，即重提交和復制。重提交是指當一個任務所分配的計算節點出現故障后，該任務被重新提交。采用重提交方式將會導致一些任務的完成時間推遲，甚至可能會不滿足任務的截止期。復制是指通過將一個任務復制成多個版本，之后把每個復制的版本分配到不同的計算節點，以保證即便在資源出現故障的情況下，任務仍能在截止期前成功完成。任務被復制的版本越多，系統的容錯能力越強，但這將不可避免地造成大量的資源消耗。因此，采用兩個版本的復制方式，即主版本與副版本模型(primary-backup model，下文中簡稱為PB模型)成為目前廣為采用的容錯手段。

為了在保障容錯的前提下提高系統可調度性和資源利用率，有不少學者在采用PB模型時研究了如何通過重疊技術減少系統開銷。目前主要有兩種的重疊模式：副版本-副版本重疊(backup-backup overlapping，簡稱BB重疊)，即多個不同的副版本可在同一個計算單元上進行重疊；主版本-副版本重疊(primary-backup overlapping，簡稱PB重疊)，即一個主版本可以和其他任務的副版本在同一個計算單元上重疊。在PB模型中，副版本可進一步分為兩種類型，即被動副版本(passive backup)和主動副版本(active backup)。被動副版本只在其對應的主版本不能成功完成時開始執行，如果主版本成功完成，副版本將被撤銷。盡管上述方法可以減少資源占用，但不能保證所有的任務可在截止期內完成；相反，主動副版本允許一個任務的主版本和副版本在執行時間上有重疊，采用主動副版本執行方式可以減小任務錯失截止期的概率，但同時資源利用率也會隨之降低。現有技術中已經存在對實時任務進行重疊處理的技術方案，但這些技術方案并未考慮系統的虛擬化，因此僅適用于傳統的分布式系統，并不適合虛擬化云計算環境。

近來，也有一些云中依賴資源供給方面的研究。但是這些工作都沒有在調度時考慮系統出錯的情況，不能解決云中容錯問題。針對現有技術中缺乏云計算環境下容錯資源供給方法的問題，目前尚未有有效的解決方案。

發明內容

針對現有技術中缺乏云計算環境下容錯資源供給方法的問題，本發明的目的在于提出一種虛擬化云中容錯資源供給方法，能夠在云計算環境下采用PB模型進行容錯任務的資源供給，提高資源利用率與容錯任務的可調度性。

基于上述目的，本發明提供的技術方案如下：

根據本發明的一個方面，提供了一種虛擬化云中容錯資源供給方法，包括：

獲取已到達的依賴任務組信息與虛擬化云的物理主機信息；

使用PB模型為依賴任務組中的每個任務建立主版本與副版本；

根據依賴任務組信息為依賴任務組中的每個任務的每個版本均指定一個最早開始時間與一個最晚完成時間；

根據依賴任務組信息激活多個物理主機，并在每個被激活的物理主機上劃分出多個虛擬機，獲取每個被激活的物理主機上的每個虛擬機信息；

根據依賴任務組中的每個任務的每個版本的最早開始時間與最晚完成時間、以及每個被激活的物理主機上的每個虛擬機信息，將依賴任務組中的每個任務的每個版本在指定的時間段上加載到每個被激活的物理主機上的每個虛擬機中；

在每個被激活的物理主機上的每個虛擬機中按照指定的時間安排運行被加載的依賴任務組中的每個任務的每個版本，并根據計算物理主機的負載情況與實時利用情況使用資源擴展機制與資源收縮機制調節系統的資源利用率；

完成依賴任務組的全部任務并返回任務結果。

其中，依賴任務組信息包括任務集合、任務間關系集合與任務截止期，任務集合記載了依賴任務組中每個任務的大小，任務間關系集合記載了依賴任務組中任意兩個任務之間的依賴關系，任務截止期為依賴任務組的最晚完成時間；物理主機信息包括物理主機集合，物理主機集合記載了每個物理主機處理能力的大小；虛擬機信息包括每個被激活的物理主機上的虛擬機集合，虛擬機集合記載了每個虛擬機所在的物理主機以及每個虛擬機處理能力的大小。