[發明專利]基于混合群智能的虛擬機節能整合方法、系統和存儲介質

在審

• 申請號: 202110463857.7
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113075995A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 林偉偉;李俊祺;上官棟棟;常佳;王江濤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;華為技術有限公司
• 主分類號: G06F1/329
• 分類號: G06F1/329;G06F9/455;G06F9/50;G06N3/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種基于混合群智能的虛擬機節能整合方法、系統和存儲介質，包括下述步驟：資源監視器收集數據中心服務器的資源占用信息，虛擬機的資源請求信息及服務器與虛擬機之間的映射信息；根據不同型號服務器峰值效能比下的CPU利用率檢測出超載服務器；根據遷移價值比從超載服務器中選出待遷移虛擬機遷出；利用混合差分進化粒子群優化算法重新放置待遷移虛擬機；根據集群的CPU負載均值選出欠載服務器進行關斷，并利用混合差分粒子群優化算法重新放置欠載服務器中的虛擬機。本發明的虛擬機整合方法，能夠通過多階段的虛擬機調度有效降低集群的實時功耗，減少數據中心的活躍服務器數量和虛擬機遷移次數，并保證數據中心的服務質量。

技術領域

本發明涉及云數據中心虛擬機調度領域，特別涉及一種基于混合群智能的虛擬機節能整合方法、系統和存儲介質。

背景技術

隨著IaaS業務的普及，不同業務場景對數據中心的資源需求日益增長，數據中心需要部署大量的服務器為云服務提供充足的計算資源和存儲資源。服務器規?？焖贁U張所帶來的能耗問題逐漸引起人們的重視。虛擬機整合方法通過融合虛擬機放置與遷移技術、動態電壓頻率調整技術、服務器動態關斷技術，能夠有效降低服務器集群的實時功耗并保證云服務的質量，是云計算領域的研究熱點。虛擬機整合問題是一個多目標優化的NP難問題，這些目標往往是相互矛盾的：實時功耗的降低可能會導致虛擬機遷移次數的增加，活躍服務器數量與資源碎片的縮減可能會引起服務器超載概率的上升。虛擬機整合方法在降低能耗的同時，容易對云服務質量產生影響，導致服務水平協議違約率的上升。為此，研發一種兼顧節能和多個服務質量指標的虛擬機整合方法是必要的。

為降低服務器集群的能耗，不少學者提出使用貪心啟發式算法解決虛擬機整合問題。該類算法的運行時間短，適用于各種在線調度和靜態調度問題。Beloglazov A等人給出了一套完善的虛擬機整合策略，并設計了一種能耗感知啟發式虛擬機放置算法(MBFD)。該算法將虛擬機放置在能耗增量最小的服務器上，能夠有效降低集群能耗。然而，每臺VM在放置時都只能針對當前的服務器負載情況進行選擇，無法考慮未放置VM對服務器負載的影響。因此，該算法得到的往往只是局部最優解。Lin W等人在VM調度問題方面進行了深入的研究，并設計了一種創新的基于峰值效能比的啟發式虛擬機整合策略。其主要思想是將服務器集群按照剩余的高效CPU資源量構建成有序鏈表，在放置過程中，將VM放置到剩余高效CPU資源量與自身CPU資源請求量最為接近的服務器中。一系列的實驗證明，PEAS在異構服務器環境下，有著極低的時間開銷，在降低集群總能耗的同時，保證了數據中心的QoS。