[發明專利]一種云服務中心服務效用最大化的虛擬機分配方法

在審

• 申請號: 201710227556.8
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN106951330A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 張志鋒;曹潔;孫玉勝;張建偉;鄧璐娟;鄭倩;馬軍霞;桑永宣;趙曉君
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 河南廣文律師事務所41124
• 代理人: 王自剛

【技術領域】

本發明涉及云計算技術領域，尤其是涉及一種云服務中心服務效用最大化的虛擬機分配方法。

【背景技術】

公知的，最新的成本分析表明服務器成本在云服務中心總成本中占據支配地位，提高服務器資源利用率、最大化服務效用的資源分配已成為云服務提供者降低運營成本、獲取最大利潤的關鍵，針對云服務中心提供多種云服務時，不同類型云服務請求的到達速率可能不同、不同用戶對服務質量要求可能不同，提出云服務中心服務效用最大化的虛擬機分配方法，給出和云服務質量高低相關的服務損失函數和服務收益函數，促使云資源在執行不同云服務的子服務中心之間進行動態資源分配，最后，以最大化整個服務中心的服務效用為目標，給出基于整數編碼的最優分配方案求解的單親遺傳算法SOPGA，模擬實驗表明所提虛擬機分配算法能夠有效提高云服務中心的服務效用，對提高資源利用率和服務質量都具有實際意義。

云計算已成為計算資源和計算服務整合的有效方式，云計算能夠提供最具成本效益的計算資源和計算服務，云計算通過使用按次計費，把信息技術轉變成普通商品，然而，云計算資源并不是免費的，云服務提供者采取恰當的資源供應策略至關重要，云計算服務環境可看做是由三層組成：底層是虛擬機供應商；中間層是云服務提供商；最上層云服務消費者，虛擬機供應商擁有大量可供租用的虛擬機，服務提供商從虛擬機供應商那里租用一些虛擬機，建立多虛擬機服務系統，向云服務消費者提供某種云服務。

一個云服務消費者向服務提供商提交服務請求，從服務提供商收到期望的處理結果后，按服務質量協定向服務提供商支付一定的費用，實際上，一個服務提供商通常構建多個虛擬機系統，同時提供多種服務。

在云環境下，服務請求用戶對申請使用的資源的關注主要包括資源的可用性、響應時間、排隊長度以及可靠性等，在云系統中，用戶與服務提供者的服務交易通常是按服務級協定(service level agreement,SLA)的約定進行的，服務級協定約定了服務提供者和使用者的義務，以及對服務質量(QoS)性能指標的要求，QoS的性能指標主要包括響應時間、任務等待服務的概率、系統中的平均任務數等，服務提供者和使用者之間任何一方違反了SLA契約，都需要根據相應的服務條款作出賠償，因此，對云服務提供者來說，一種合理高效的資源分配策略應能節省運營成本同時滿足SLA的約定。

然而，要想獲得最大的服務效用，云服務提供者就必須合理解決資源供應不足和資源供應過量的問題，資源供應不足雖然能維持較高的資源利用率、節省資源供應成本，但這可能使系統在峰值負載下服務性能低下，導致用戶任務等待時間過長，下次不再選用該云服務，可能會影響到其朋友將來是否選取該云服務，甚至用戶立即放棄使用該云服務，這將給云服務效用帶來損失，相反，過量的資源供應雖能滿足峰值負載的服務質量要求，能給用戶提供滿意的服務，進而吸引更多用戶使用該云服務，從而進一步增加云服務的效用，但這會引起服務成本的增加，在負載較小時帶來資源浪費，因此，如何恰當地進行資源供應以獲取最大的服務效用是云服務系統發展中最富挑戰的問題之一。

隨著云計算的到來，特別是基礎設施即服務商業模型的到來，虛擬機分配引起許多研究團體的格外關注，虛擬機的分配，尤其向負載動態變化的服務中心分配虛擬機，已成為在這些基礎設施中的關鍵操作，雖然虛擬機監控器提供了一些機制幫客戶和服務提供者決定如何資源共享、如何平衡資源分配，但在實際操作過程中并不容易。