[發明專利]云計算環境下基于存儲差值迭代的負載均衡方法

有效

• 申請號: 202010198368.9
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111399985B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 王勇;李磊;馬強;管荑;耿玉杰;劉勇;林琳;姚碩望;李建坡
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司;東北電力大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/50
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種云計算環境下基于存儲差值迭代的負載均衡方法，其特征是：它的內容包括可存差值機制和退步迭代機制，

1)所述的可存差值機制；

在云計算環境下將單位時間內一定數量用戶需求作為一批處理對象進行批處理，在用戶需求批處理的過程中，設全部虛擬機為M₁,M₂,...,M_n，每個虛擬機的剩余空間大小為S₁,S₂,...,S_n，虛擬機的性能指標為P₁,P₂,...,P_n，第j個虛擬機的性能指標P_j計算公式為：

其中，S_j表示第j個虛擬機的剩余空間大小，C_j表示第j個虛擬機的CPU利用率，V_j表示第j個虛擬機的基準計算速度，V_k表示第k個虛擬機的基準計算速度，對虛擬機的性能指標P₁,P₂,...,P_n從低到高進行排序得到P₁′,P₂′,...,P_n′，根據性能指標P₁′,P₂′,...,P_n′對虛擬機進行排序，虛擬機的排放順序依次為M₁′,M₂′,...,M_n′，虛擬機排序后的剩余空間依次為S₁′,S₂′,...,S_n′，設待存儲的任務為T₁,T₂,…,T_m，待存儲任務大小為Z₁,Z₂,…,Z_m，當n≥m時，即虛擬機個數大于等于任務個數時，定義各虛擬機的可存差值為：

D_i＝S_i′-Z_i，1≤i≤m (2)

其中，D_i表示排序后第i個虛擬機的可存差值，S_i′表示排序后第i個虛擬機的剩余空間，Z_i表示第i個待存儲任務大小，當n＜m時，定義各虛擬機的可存差值為：

D_i-(i|n)×n＝S_i-(i|n)×n′-Z_i，1≤i≤m (3)

其中，D_i-(i|n)×n表示排序后第i-(i|n)×n個虛擬機的可存差值，S_i-(i|n)×n′表示排序后第i-(i|n)×n個虛擬機的剩余空間大小，Z_i表示第i個待存儲任務大小；

2)所述的退步迭代機制；

當n≥m時，即虛擬機個數大于等于任務個數時，此時判斷是否滿足D_i≥0，若D_i≥0，則將T_i，i＝1，2，…，m按順序分配給M₁′,M₂′,...,M_n′，即T₁分配給M₁′，T₂分配給M₂′，...，T_m分配給M_m′，若D_i＜0，判斷是否滿足S_i+1′-Z_i≥0，若S_i+1′-Z_i≥0，將T_i分配給M_i+1′，若S_i+1′-Z_i＜0，判斷是否滿足S_i+2′-Z_i≥0，若S_i+2′-Z_i≥0，將T_i分配給M_i+2′，若S_i+2′-Z_i＜0，判斷S_i+3′-Z_i，...，遵循S_i′-Z_i≥0時分配將T_i分配給M_i′，S_i′-Z_i＜0時退步為判斷S_i+1′-Z_i是否大于等于0的規律，將待存儲任務分配給一個剩余空間大小大于此待存儲任務大小的虛擬機，特別的，當S_i′-Z_i,S_i+1′-Z_i,S_i+2′-Z_i,...,S_n′-Z_i均小于0時，此時判定第一輪迭代結束，返回S₁′-Z_i，進行第二輪迭代，即逐個計算S₁′-Z_i,S₂′-Z_i,S₃′-Z_i,...,S_n′-Z_i是否有大于等于0的情況，若仍不滿足條件，進行第三輪迭代，…，遵循S_i′-Z_i,S_i+1′-Z_i,S_i+2′-Z_i,...,S_n′-Z_i均小于0時返回S₁′-Z_i進行新一輪迭代并循環進行，直至出現滿足大于等于0的情況結束，根據虛擬機存儲數據和釋放數據的隨機性，每一輪迭代都可能滿足S₁′-Z_i,S₂′-Z_i,S₃′-Z_i,...,S_n′-Z_i大于等于零的條件，虛擬機性能按從低到高排列，后續的虛擬機可存儲T_i的可能性依次變高，可以節省虛擬機的計算時間，當n＜m時，判斷是否滿足D_i-(i|n)×n≥0，若D_i-(i|n)×n≥0，則開始按輪分配，第一輪將T₁分配給M₁′，T₂分配給M₂′，...，T_n分配給M_n′，第二輪將T_n+1分配給M₁′，將T_n+2分配給M₂′，...，直至將T_m分配給M_m-(m|n)×n′時結束，若D_i-(i|n)×n＜0，則判斷是否滿足S_i-(i|n)×n+1′-Z_i≥0，若S_i-(i|n)×n+1′-Z_i≥0，則將T_i分配給M_i-(i|n)×n+1′，若小于0，判斷是否滿足S_i-(i|n)×n+2′-Z_i≥0，若S_i-(i|n)×n+2′-Z_i≥0，則將T_i分配給M_i-(i|n)×n+2′，若小于0，判斷S_i-(i|n)×n+3′-Z_i≥0，...，遵循S_i-(i|n)×n′-Z_i≥0時分配將T_i分配給M_i-(i|n)×n′，S_i-(i|n)×n′-Z_i＜0時退步為判斷S_i-(i|n)×n+1′-Z_i是否大于等于0的規律，將待存儲任務分配給一個剩余空間大小大于此待存儲任務大小的虛擬機，特別的，當S_i-(i|n)×n′-Z_i,S_i-(i|n)×n+1′-Z_i,S_i-(i|n)×n+2′-Z_i,...,S_n′-Z_i均小于0時，此時判定第一輪迭代結束，返回S₁′-Z_i，進行新一輪迭代，即逐個計算S₁′-Z_i,S₂′-Z_i,S₃′-Z_i,...,S_n′-Z_i是否有大于等于0的情況，若仍不滿足條件，進行第三輪迭代，…，遵循S_i-(i|n)×n′-Z_i,S_i-(i|n)×n+1′-Z_i,S_i-(i|n)×n+2′-Z_i,...,S_n′-Z_i均小于0時返回S₁′-Z_i進行新一輪迭代并循環進行，直至出現滿足大于等于0的情況結束。