[發(fā)明專利]一種斷電時云系統(tǒng)提供持續(xù)服務(wù)的調(diào)度算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611190700.7
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106648868A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳巍煒;何秀軍;汪建平;羅軍舟
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/455
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 王安琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及云系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種斷電時云系統(tǒng)提供持續(xù)服務(wù)的調(diào)度算法。

背景技術(shù)

在云系統(tǒng)中，保持服務(wù)的持續(xù)性是至關(guān)重要的，斷電是一個對持續(xù)性最常見也最嚴(yán)重的威脅。為了提高斷電時云的恢復(fù)能力，云服務(wù)供應(yīng)商通常會在數(shù)據(jù)中心部署緊急電力供應(yīng)如電池和發(fā)電機(jī)，也可能會在斷電發(fā)生時將服務(wù)復(fù)制到其他的數(shù)據(jù)中心。但上述方法都存在缺陷，能量的供給是有限的，每一個服務(wù)在受影響的數(shù)據(jù)中心需求的服務(wù)時間是不一樣的，需要高效的云服務(wù)持續(xù)性調(diào)度算法提高服務(wù)收益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種斷電時云系統(tǒng)提供持續(xù)服務(wù)的調(diào)度算法，可以確保激活物理機(jī)時每單元通電時間的使用效率，最大化物理機(jī)上被操作的虛擬機(jī)的收益。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種斷電時云系統(tǒng)提供持續(xù)服務(wù)的調(diào)度算法，包括如下步驟：

(1)初始化k＝1，

(2)當(dāng)且時計算如果則進(jìn)行A_k＝REVENUEBUNDLE(V,(J/S_k-1)^≤t，激活一臺新的物理機(jī)PM來運(yùn)行A_k中的虛擬機(jī)VMs，令S_k＝S_k-1∪A_k,k＝k+1,判斷是否剩余能量充足以繼續(xù)循環(huán)激活新一臺PM或結(jié)束；

(3)計算令如果S_k中的收益比大，則返回S_k的收益；否則，返回中的收益；其中，J為數(shù)據(jù)中心斷電前運(yùn)行的虛擬機(jī)的集合；V為單個物理機(jī)PM的資源數(shù)；s_j為第j臺虛擬機(jī)所需要的cpu資源大小；d_j為第j臺虛擬機(jī)的截止時間；J^≤t為虛擬機(jī)集合J中滿足d_j≤t的集合；p_j為第j臺虛擬機(jī)在截止時間前運(yùn)行完成所帶來的利潤；T為數(shù)據(jù)中心供電恢復(fù)的時間；I為數(shù)據(jù)中心中物理機(jī)的集合；U為數(shù)據(jù)中心中斷電后可供使用的緊急供電總量；A_k為在第k輪迭代中被分配的虛擬機(jī)子集；S_k為前k輪中已被分配的虛擬機(jī)集合，即S_k＝∪_1≤i≤kA_i；為算法中，對于滿足給定截止時間下的剩 余未被分配的虛擬機(jī)子集中，滿足給定資源容量上限并使所獲得收益最大化的子集合； 為算法中，單位時間內(nèi)中收益最大化的截止時間；為在容量V下單個物理機(jī)下分配物理機(jī)集時能得到的最大收益；為在容量V下單個物理機(jī)下分配物理機(jī)集時達(dá)到最大收益的物理機(jī)集合。

本發(fā)明的有益效果為：對于斷電情況下如何利用有限備用能源的問題，提供了一個在平均性能上能夠逼近最優(yōu)解的解決方案，可以確保激活物理機(jī)時每單元通電時間的使用效率，最大化物理機(jī)上被操作的虛擬機(jī)的收益，從而保證能源的使用效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的斷電時云系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為持續(xù)服務(wù)所需時間的評估方式示意圖。

圖3為本發(fā)明的算法流程示意圖。

圖4(a)為本發(fā)明的在可獲得的物理機(jī)和通電時間有限的情況下的虛擬機(jī)數(shù)量不同對于收益值影響的示意圖。

圖4(b)為本發(fā)明的不同的物理機(jī)為可利用狀態(tài)時收益變化的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種斷電時云系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，本地數(shù)據(jù)中心擁有物理機(jī)、物理機(jī)和緊急備用電力(UPS等)，遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心(公有云等)提供備用虛擬機(jī)服務(wù)。當(dāng)災(zāi)難或斷電情況發(fā)生時，本地數(shù)據(jù)中心對本地資源數(shù)和虛擬機(jī)持續(xù)性所需時間、收益進(jìn)行評估，運(yùn)行云系統(tǒng)持續(xù)服務(wù)調(diào)度算法，借助遷移或重定向到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)服務(wù)持續(xù)性。其中，服務(wù)所需時間根據(jù)不同情況進(jìn)行評估。

如圖2所示，斷電情況下，虛擬機(jī)維持持續(xù)性所需時間可由以下不同情況進(jìn)行評估：當(dāng)選擇本地執(zhí)行完時所需時間由虛擬機(jī)本地遷移和任務(wù)執(zhí)行所需時間確定；當(dāng)需要重定向到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心時，如果遠(yuǎn)端已有對應(yīng)的虛擬機(jī)則所需時間由重定向時間確定，而如果遠(yuǎn)端無對應(yīng)的虛擬機(jī)，則通過區(qū)分新建虛擬機(jī)、建虛擬機(jī)且遷移數(shù)據(jù)、移植虛擬機(jī)三種子情況確定所需時間。

如圖3所示，一種斷電時云系統(tǒng)提供持續(xù)服務(wù)的調(diào)度算法，包括如下步驟：

(1)初始化k＝1，