[發明專利]一種端到端云服務延遲的計算方法

有效

• 申請號: 202010773023.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111970167B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 顏國風
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: H04L43/0852
• 分類號: H04L43/0852;H04L41/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋

1.一種端到端云服務延遲的計算方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：端到端多作業請求轉換為多隊列系統；

每個用戶請求隨機到達云接納控制系統，接受的作業進入RPDDM等待虛擬資源分配，將用戶請求到達過程視作一個多隊列系統，Q_req表示系統中所有用戶請求隊列；進入接納控制系統的請求隊列稱為請求上行隊列，而從RPDDM出來的請求隊列稱為請求下行隊列；

每個用戶都有一個對應的請求上行隊列和請求下行隊列，并設和分別表示用戶k的請求上行隊列和請求下行隊列，第k個用戶請求以速度為λ_k的泊松過程到達即請求上行隊列；每個服務器維護N個不同類型的作業請求，分別對應N個不同的請求隊列，即q_i1，q_i2，…，q_iN；每個服務器上Req_k的處理時間近似看作參數為μ_k的指數分布；在離開服務器i后，用戶k的請求進入即請求下行隊列；

步驟二：多隊列系統基于分層CTMC建模；

定義所有請求上行隊列和請求下行隊列的容量均為Q，λ₁＝λ₂＝…＝λ_M且μ₁＝μ₂＝…＝μ_M，則即所有請求到達是獨立同分布的，作業請求經由RPDDM處理之前，以速率λ按照FCFS規則進入Q_req；對于上述多隊列系統，考慮兩個狀態空間：Λ和Λ＝{Y(t),s_t}描述RPDDM的特征，其中，Y(t)＝{0,1,2,···,Q}表示隊列Q_req中用戶請求的數目，s_t∈{0,1}表示RPDDM在時刻t的狀態，s_t＝0表示RPDDM處于passive狀態，s_t＝1表示RPDDM處于active狀態；描述服務器i上類型k的用戶請求的隨機特征，且其中和分別表示服務器i上第j個k類型請求的剩余大小、t時間q_ik中用戶請求數目、以及服務器i的當前狀態；采用分層CTMC鏈為端到端云服務建模，第一層和第二層CTMC鏈的狀態空間分別為Λ和分別計算其狀態轉移概率；

步驟三：端到端應用延遲計算；所述端到端延遲包括隊列Q_req等待延遲、資源部署延遲和執行時間；

隊列等待延遲的計算方法為：設T_w表示在穩定狀態下作業的等待時間，W(x)和W*(y)分別為T_w和其LST的累積分布函數，即CDF；隊列長度Q_l具有與在等待時間期間T_w到達的請求數目相同的分布；設f(z)是Q_l的生成函數，即得到：

f(z)＝W^*(λ(1-z)) (11)

設y＝λ(1-z)即z＝1-y/λ，得到：

(11)式的左邊可以如下計算：

其中，L是RPDDM中服務器的數目，根據(12)和(13)式，得到：

因而，根據式(14)得到：

資源部署延遲的計算方法為：設T_d為資源部署的延遲，那么，E[T_d]可通過式(16)計算：

其中，和分別表示當服務器處于active和passive狀態時平均搜索時間，p_accept為接受概率，依據式(17)計算：

執行時間的計算方法為：用戶請求的平均執行時間T_e為：

因而，Req_k平均端到端延遲T_e2e為：

T_e2e＝E[T_w]+E[T_d]+E[T_e] (19)。