[發(fā)明專利]云應(yīng)用系統(tǒng)的負載管理方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710122309.1
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106933650B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊冬菊;鄧崇彬;高晶;李青
• 申請（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

本發(fā)明提供一種云應(yīng)用系統(tǒng)的負載管理方法。該方法包括：根據(jù)用戶請求量的歷史數(shù)據(jù)序列估計下一個時間間隔的云應(yīng)用系統(tǒng)中的虛擬機或物理機的預(yù)測負載值；基于所述預(yù)測負載值執(zhí)行創(chuàng)建虛擬機、回收虛擬機或遷移虛擬機中的至少一項。根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠通過負載預(yù)測，實現(xiàn)了負載均衡和資源的預(yù)分配，從而提高了云應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性和資源的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于云應(yīng)用系統(tǒng)的負載管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的資源共享和有效利用，在現(xiàn)有的云計算、云應(yīng)用等場景中，往往采用虛擬機技術(shù)來整合各種計算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源以及軟件資源等。

然而，由于部署在虛擬機上的云應(yīng)用系統(tǒng)接收的云應(yīng)用的用戶請求量在不同時段存在巨大差異，往往會導(dǎo)致物理機或虛擬機的負載不均衡的情況，這嚴重影響了云應(yīng)用系統(tǒng)的資源利用率或用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常是在系統(tǒng)異常或過載時，人為地創(chuàng)建新的虛擬機資源或通過遷移工具將物理機中的操作系統(tǒng)、應(yīng)用和設(shè)置進行鏡像復(fù)制，而缺乏有效的預(yù)測負載并根據(jù)預(yù)測值來均衡云應(yīng)用負載的預(yù)管理機制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種虛擬機的調(diào)度方法，該方法能夠在降低開發(fā)的復(fù)雜度和成本的情況下，實現(xiàn)負載均衡，以進一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和資源的利用率。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種云應(yīng)用系統(tǒng)的負載管理方法。該方法包括：

步驟1：根據(jù)用戶請求量的歷史數(shù)據(jù)序列估計下一個時間間隔的云應(yīng)用系統(tǒng)中的虛擬機或物理機的預(yù)測負載值；

步驟2：基于所述預(yù)測負載值執(zhí)行創(chuàng)建虛擬機、回收虛擬機或遷移虛擬機中的至少一項。

優(yōu)選地，步驟1包括：將所述云應(yīng)用的用戶請求量的歷史數(shù)據(jù)序列進行d次差分以獲得平穩(wěn)序列，其中，d是非負整數(shù)；根據(jù)所述平穩(wěn)序列的自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)確定模型ARIMA(p，d，q)的p、q值，其中，p，q為非負整數(shù)；估計所述模型的自回歸系數(shù)和滑動平均系數(shù)，以構(gòu)建預(yù)測模型；基于所述預(yù)測模型估計下一個時間間隔的云應(yīng)用系統(tǒng)中的虛擬機或物理機的預(yù)測負載值。

優(yōu)選地，創(chuàng)建虛擬機包括：當(dāng)虛擬機上的預(yù)測負載值大于第一負載閾值時，決定創(chuàng)建新的虛擬機；根據(jù)該虛擬機上的所述預(yù)測負載值和所述第一負載閾值計算待創(chuàng)建的虛擬機的數(shù)量；基于所述待創(chuàng)建的虛擬機數(shù)量和各物理機的當(dāng)前資源可用率選擇目的物理機。

優(yōu)選地，創(chuàng)建虛擬機還包括：當(dāng)虛擬機上的預(yù)測負載值大于第一負載閾值的頻次達到頻次閾值時，決定創(chuàng)建新的虛擬機。

優(yōu)選地，回收虛擬機包括：當(dāng)虛擬機上的預(yù)測負載值低于第二負載閾值時，決定回收虛擬機；從物理機上移除該虛擬機。

優(yōu)選地，所述遷移虛擬機包括：當(dāng)物理機處于過載狀態(tài)時，確定遷移該物理機上的虛擬機；基于各物理機的預(yù)測負載值選擇待遷入的目的物理機集合；基于所述目的物理機的資源可用率來確定目的物理機的遷入優(yōu)先級；基于遷移物理機上的虛擬機的資源利用率確定虛擬機的遷出優(yōu)先級；基于所述目的物理機的遷入優(yōu)先級和虛擬機的遷出優(yōu)先級執(zhí)行虛擬機到目的物理機的遷移。

優(yōu)選地，所述過載狀態(tài)是指物理機的CPU、內(nèi)存及網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率中至少一項達到預(yù)設(shè)的最大資源利用率閾值。

優(yōu)選地，所述虛擬機的遷出優(yōu)先級根據(jù)下式來確定：

MigrateValue＝R_CPU*W_cpu+R_memory*W_memory+R_network*W_network