[發明專利]一種云數據中心環境下考慮容錯機制的虛擬機調度方法

有效

• 申請號: 201910325217.2
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110196772B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 程鵬悅;許賀洋;劉揚;魏蔚;閻子悅;高奎;韓婷婷
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種云數據中心環境下考慮容錯機制的虛擬機調度方法，其特征在于，包括：在云數據中心環境下結合容錯機制的虛擬機調度對云用戶總執行成本的期望值進行優化，具體步驟包括：

步驟1：利用最佳適應下降虛擬機調度算法進行虛擬機調度；

云數據中心有m個物理機PS_j(1≤j≤m)，云數據中心在[0，T)內接收到n個虛擬機服務請求，組成虛擬機服務請求集合V＝{V₁，V₂,...,V_n}，步驟1中基于改進的最佳適應下降虛擬機調度算法的具體過程為：

步驟11：輸入所述虛擬機服務請求集合V＝{V₁，V₂,...,V_n}和物理機集合PS＝{PS₁，PS₂，...，PS_m}；初始化所有待調度虛擬機，將所有所述待調度虛擬機的狀態設置為未調度，調度結果矩陣X＝(x_ij)_n×m的所有元素的值設置為0；

步驟12：將所述物理機按成本效率因子的值由高到低的順序排序，假設排序后的物理機順序為：PS₁′，PS₂′，...，PS_m′；

所述物理機的成本效率為其中，p_j為所述物理機的CPU內核單價，λ_j為故障率，μ_j為恢復率；

步驟13：依次調度虛擬機服務請求V_i(1≤i≤n)，輸出所述調度結果矩陣X＝(x_ij)_n×m；

依次調度所述虛擬機服務請求V_i的具體實現過程為：

步驟131：令i＝1，從虛擬機服務請求V₁開始調度；

步驟132：依次判斷物理機PS_j′(1≤j≤m)能否滿足所述虛擬機服務請求V_i的資源需求和QoS約束；如果所述物理機PS_j′滿足所述虛擬機服務請求V_i的資源需求和QoS約束，則進入步驟步驟133；否則，進入步驟134；

步驟133：所述虛擬機服務請求V_i分配到所述物理機PS_j′上執行；改變所述物理機PS_j′的可用CPU核數和內存大小，設置所述虛擬機服務請求V_i的狀態為已調度，并令x_ij＝1；進入步驟135；

步驟134：設置所述待調度虛擬機的狀態為調度失敗；

步驟135：令i＝i+1，判斷i是否大于n：如果是，則算法終止；否則，返回步驟132，繼續調度下一個所述虛擬機服務請求V_i；

步驟2：根據虛擬機調度結果計算云用戶總執行成本的期望值；根據公式(3)-(10)計算獲得所述云用戶總執行成本的期望值：

τ_ikj＝l_ik/S_j????????????????????????(3)

AT_ikj＝τ_ikj+RT_j(τ_ikj)???????????????????(7)

其中，V_i為第i個所述虛擬機服務請求，1≤i≤n；τ_ikj為所述V_i在第k個物理機PS_k上執行的執行時間；N_j(τ_ikj)為所述物理機PS_j在內發生故障的次數；為第N_j(τ_ikj)故障的期望值；為所述物理機PS_j在第N(N＝1,2,…,N_j(τ_ikj))次所述故障的恢復時間；RT_j(τ_ikj)為所述物理機PS_j在內發生所有所述故障的總恢復時間；為所述總恢復時間的期望；AT_ikj為所述虛擬機服務請求V_i在所述物理機PS_j上的實際執行時間；為所述實際執行時間期望；C為總執行成本；E[C]為所述總執行成本的期望。

2.根據權利要求1所述的一種云數據中心環境下考慮容錯機制的虛擬機調度方法，其特征在于，所述步驟1中進行所述虛擬機調度時，物理機要滿足約束條件才能執行對應的虛擬機服務請求，所述虛擬機服務請求對所述物理機的約束條件為：

1)對和x_ij∈{0,1}；

2)對

3)對且

4)對若x_ij＝1，則所述物理機PS_j必須滿足下述公式(1)和(2)；

其中，i為所述虛擬機服務請求個數，j為所述物理機個數，x_ij為調度結果；

Core_j為所述物理機的CPU內核數，Mem_j為所述物理機的內存大小；K_i(K_i≥1)為所述虛擬機服務請求需要執行的任務個數，mem_i為所述虛擬機服務請求需求的內存大小，b_i為所述虛擬機服務請求的執行預算，d_i為對所述虛擬機服務請求要求的截止時間；AT_ikj為所述虛擬機服務請求在所述物理機上的實際執行時間。