[發明專利]感知復合應用特征與網絡帶寬的虛擬機在線遷移優化方法

有效

• 申請號: 201611231403.2
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106775949B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 陳寧江;李湘;楊尚林
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種感知復合應用特征與網絡帶寬的虛擬機在線遷優化移方法，其特征在于步驟為：

(1)感知虛擬機的應用特征和網絡環境，收集內存臟頁面數；所述感知虛擬機應用特征是指動態獲取虛擬機中應用資源使用情況，包括內存使用率、CPU使用率和網絡帶寬，并且能夠掌握該應用資源使用率變化的趨勢；感知網絡環境是指動態獲取云數據中心網絡帶寬使用率；內存臟頁面是指虛擬機遷移過程中被修改的內存頁面；

(2)根據步驟(1)中的感知虛擬機的應用特征和網絡環境以及獲取內存臟頁面數作為樣本數據，使用灰色預測模型預測內存臟頁面數；

(3)根據步驟(2)中預測得到的內存臟頁面數，計算虛擬機的迭代周期的臟頁面率，臟頁面率＝迭代周期產生臟頁面數/迭代周期時間，為步驟(5)進行網絡帶寬的預留；

(4)獲得網絡帶寬使用情況；

(5)根據步驟(4)獲得的網絡帶寬使用情況，判斷虛擬機是否為網絡密集型虛擬機，然后進行網絡帶寬預留；在網絡帶寬預留過程中，根據虛擬機應用所需的網絡帶寬和臟頁面率進行帶寬預留，以保證在遷移過程中每個迭代周期網絡帶寬充足，減少網絡擁塞；

所述步驟(2)使用灰色預測模型預測下一時段內存臟頁面數的過程如下：

(21)對收集步驟(1)數據，即X₁：遷移不同迭代周期產生的內存臟頁面數量；X₂：遷移不同迭代周期虛擬機內存使用率；X₃：遷移不同迭代周期虛擬機CPU使用率；X₄：遷移不同迭代周期虛擬機網絡帶寬；X₅：上一次迭代的時間；X₆：遷移不同迭代周期云數據中心的網絡使用情況，將這些數據轉化為矩陣，作為灰色預測序列X⁽⁰⁾，并對所述序列X⁽⁰⁾進行累加，生成AGO序列令為X⁽¹⁾；

(22)根據步驟(21)得到的X⁽¹⁾求解近鄰值生成的序列即均值序列為；

(23)在灰色預測模型中，假設步驟(21)的X⁽¹⁾與步驟(22)的存在一定關系，建立灰微分方程；

(24)根據步驟(22)的建立白化微分方程；

(25)根據步驟(23)方程組，建立基于GM(1，N)方程組，利用最小二乘法求解GM(1，N)方程參數序列；

(26)將參數代入(24)中的白化微分方程，求解得到GM(1，N)離散響應函數，經過累減還原公式求解出預測值序列；

(27)為減少灰色預測模型的誤差，通過殘差修正預測值提高預測精度；

所述步驟(5)中的網絡帶寬預留過程如下：

(31)收集虛擬機中應用所需網絡帶寬信息，判斷虛擬機是否屬于網絡密集型應用虛擬機，如果遷移虛擬機不是網絡密集型應用虛擬機，跳到步驟(32)；如果為網絡密集型虛擬機，跳到步驟(34)；

(32)根據步驟(3)中計算虛擬機內存臟頁面率，判斷目前空閑帶寬是否滿足接下來內存臟頁面數量的傳輸帶寬，即網絡帶寬是否大于內存臟頁面率；如果滿足就不進行調整；否則，對網絡帶寬進行調整，即跳到步驟(33)；

(33)優先保證非網絡密集型應用遷移，延遲同一時間網絡密集型虛擬機遷移；

(34)根據歷史網絡傳輸流量數據進行應用帶寬預留，將現在空閑網絡帶寬減去應用預留帶寬就為現在虛擬機遷移所分配的帶寬。