[發(fā)明專利]具有可預(yù)測(cè)性能的云數(shù)據(jù)中心兩層帶寬分配方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610083948.7
• 申請(qǐng)日: 2016-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN105577834B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊家海;俞薈;王會(huì);翁建平;梁子;孫曉晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;G06F9/50
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種具有可預(yù)測(cè)性能的云數(shù)據(jù)中心兩層帶寬分配方法，其特征在于，包括：

在云租戶層面，根據(jù)細(xì)粒度虛擬集群FGVC網(wǎng)絡(luò)抽象模型對(duì)租戶發(fā)送的包含網(wǎng)絡(luò)需求的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬保證優(yōu)化；

以及，根據(jù)預(yù)設(shè)分配算法對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源分配；

在應(yīng)用層面，采用E-F運(yùn)行時(shí)機(jī)制將物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源公平地分配給有保證租戶和無保證租戶；

其中，所述根據(jù)細(xì)粒度虛擬集群FGVC網(wǎng)絡(luò)抽象模型對(duì)租戶發(fā)送的包含網(wǎng)絡(luò)需求的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬保證優(yōu)化，包括：根據(jù)所述虛擬機(jī)請(qǐng)求確定虛擬機(jī)的剩余帶寬，將所述虛擬機(jī)的剩余帶寬平均分給與所述虛擬機(jī)連接的未分配的鏈路，以及將虛擬機(jī)兩端帶寬保證中的最小值作為虛擬機(jī)間帶寬保證；

其中，所述采用E-F運(yùn)行時(shí)機(jī)制將物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源公平地分配給有保證租戶和無保證租戶包括：當(dāng)存在未被分配的帶寬資源時(shí)，按服務(wù)器粒度為無保證租戶設(shè)定帶寬保證。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)設(shè)分配算法對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源分配，包括：

根據(jù)下述三種預(yù)設(shè)分配算法中的任意一種對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源分配：

第一預(yù)設(shè)分配算法：從物理機(jī)層至根路由層尋找第一個(gè)可以滿足兩個(gè)條件的子樹，包括一臺(tái)物理機(jī)、一個(gè)ToR交換機(jī)、一個(gè)匯聚層交換機(jī)或一個(gè)核心層交換機(jī)；第一個(gè)條件是子樹中空閑的虛擬機(jī)槽大于等于租戶請(qǐng)求的虛擬機(jī)數(shù)；第二個(gè)條件是該子樹下的帶寬滿足虛擬機(jī)請(qǐng)求的帶寬需求；

第二預(yù)設(shè)分配算法：物理機(jī)層至根路由層尋找第一個(gè)可以滿足兩個(gè)條件的子樹，包括一臺(tái)物理機(jī)、一個(gè)ToR交換機(jī)、一個(gè)匯聚層交換機(jī)或一個(gè)核心層交換機(jī)；第一個(gè)條件是子樹中空閑的虛擬機(jī)槽大于等于租戶請(qǐng)求的虛擬機(jī)數(shù)；第二個(gè)條件是該子樹下的剩余帶寬是最小的，且可滿足租戶的帶寬需求；

第三預(yù)設(shè)分配算法：物理機(jī)層至根路由層尋找第一個(gè)可以滿足兩個(gè)條件的子樹，包括一臺(tái)物理機(jī)、一個(gè)ToR交換機(jī)、一個(gè)匯聚層交換機(jī)或一個(gè)核心層交換機(jī)；第一個(gè)條件是子樹中空閑的虛擬機(jī)槽大于等于租戶請(qǐng)求的虛擬機(jī)數(shù)；第二個(gè)條件是子樹中剩余帶寬的總數(shù)最大，且可滿足虛擬機(jī)請(qǐng)求中的帶寬需求。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)預(yù)設(shè)分配算法對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源分配之前，所述方法還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)排序算法對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行排序。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)排序算法對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行排序，包括：

根據(jù)下述五種預(yù)設(shè)排序算法中的任意一種對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行排序：

先來先服務(wù)FCFS：按到來順序執(zhí)行；

最小利潤(rùn)率優(yōu)先SRRF：擁有最小利潤(rùn)率的任務(wù)先執(zhí)行；

最大利潤(rùn)率優(yōu)先LRRF：擁有最大利潤(rùn)率的任務(wù)先執(zhí)行；

最大權(quán)重優(yōu)先：在排隊(duì)調(diào)度機(jī)制中引入了權(quán)重，每個(gè)虛擬機(jī)請(qǐng)求的權(quán)重是該虛擬機(jī)請(qǐng)求的利潤(rùn)率乘以等待時(shí)間或除以等待時(shí)間。

5.一種具有可預(yù)測(cè)性能的云數(shù)據(jù)中心兩層帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于，包括：云租戶層面處理模塊和應(yīng)用層面處理模塊；

所述云租戶層面處理模塊，用于根據(jù)細(xì)粒度虛擬集群FGVC網(wǎng)絡(luò)抽象模型對(duì)租戶發(fā)送的包含網(wǎng)絡(luò)需求的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬保證優(yōu)化；

以及，用于根據(jù)預(yù)設(shè)分配算法對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源分配；

應(yīng)用層面處理模塊，用于采用E-F運(yùn)行時(shí)機(jī)制將物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源公平地分配給有保證租戶和無保證租戶；

其中，所述云租戶層面處理模塊具體用于：根據(jù)所述虛擬機(jī)請(qǐng)求確定虛擬機(jī)的剩余帶寬，將所述虛擬機(jī)的剩余帶寬平均分給與所述虛擬機(jī)連接的未分配的鏈路，以及將虛擬機(jī)兩端帶寬保證中的最小值作為虛擬機(jī)間帶寬保證；

所述應(yīng)用層面處理模塊具體用于：當(dāng)存在未被分配的帶寬資源時(shí)，按服務(wù)器粒度為無保證租戶設(shè)定帶寬保證。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述云租戶層面處理模塊具體用于：

根據(jù)下述三種預(yù)設(shè)分配算法中的任意一種對(duì)優(yōu)化后的虛擬機(jī)請(qǐng)求進(jìn)行物理機(jī)及相應(yīng)的帶寬資源分配：

第一預(yù)設(shè)分配算法：從物理機(jī)層至根路由層尋找第一個(gè)可以滿足兩個(gè)條件的子樹，包括一臺(tái)物理機(jī)、一個(gè)ToR交換機(jī)、一個(gè)匯聚層交換機(jī)或一個(gè)核心層交換機(jī)；第一個(gè)條件是子樹中空閑的虛擬機(jī)槽大于等于租戶請(qǐng)求的虛擬機(jī)數(shù)；第二個(gè)條件是該子樹下的帶寬滿足虛擬機(jī)請(qǐng)求的帶寬需求；

第二預(yù)設(shè)分配算法：物理機(jī)層至根路由層尋找第一個(gè)可以滿足兩個(gè)條件的子樹，包括一臺(tái)物理機(jī)、一個(gè)ToR交換機(jī)、一個(gè)匯聚層交換機(jī)或一個(gè)核心層交換機(jī)；第一個(gè)條件是子樹中空閑的虛擬機(jī)槽大于等于租戶請(qǐng)求的虛擬機(jī)數(shù)；第二個(gè)條件是該子樹下的剩余帶寬是最小的，且可滿足租戶的帶寬需求；

第三預(yù)設(shè)分配算法：物理機(jī)層至根路由層尋找第一個(gè)可以滿足兩個(gè)條件的子樹，包括一臺(tái)物理機(jī)、一個(gè)ToR交換機(jī)、一個(gè)匯聚層交換機(jī)或一個(gè)核心層交換機(jī)；第一個(gè)條件是子樹中空閑的虛擬機(jī)槽大于等于租戶請(qǐng)求的虛擬機(jī)數(shù)；第二個(gè)條件是子樹中剩余帶寬的總數(shù)最大，且可滿足虛擬機(jī)請(qǐng)求中的帶寬需求。