[發明專利]一種云計算環境中的資源管理方法及系統

在審

• 申請號: 202111562519.5
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114217974A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張偉哲;王德勝;林軍任;韓嘯;武化龍;范慶陽;何慧;方濱興
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/455;G06F11/34
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

一種云計算環境中的資源管理方法及系統，涉及云計算技術領域，用以解決云計算環境中現有的對于虛擬節點的靜態資源管理不能有效提高其運行性能的問題。本發明的技術要點包括：采集虛擬節點的CPU、內存和帶寬資源信息，提出一種基于DDPG的資源分配算法根據上述資源信息計算每個虛擬節點的目標資源配置量以獲得資源配置決定的結果，并根據該結果對每個虛擬節點的資源進行動態的調節，從而在提高整體資源利用率的基礎上提高虛擬節點運行性能；進一步地，在基于DDPG的資源分配算法中，利用Actor網絡生成相應的動作輸出，并通過一個動作解碼過程將基于比率的輸出轉換為目標資源配置大小。本發明可以整體縮短不同應用程序的完成時間，且不會產生大量系統開銷。

技術領域

本發明涉及云計算技術領域，具體涉及一種云計算環境中的資源管理方法及系統。

背景技術

近年來，隨著云計算技術的發展與興起，虛擬化技術又重新開始出現在人們的視線當中。虛擬化技術的目的是將物理資源虛擬化，并將虛擬出來的物理資源合理分配給多個虛擬節點進行使用，并且保證多個虛擬節點之間相互獨立，對于各自任務的運行相互不影響。在很多云計算場景中，虛擬節點在創建之初就被分配了靜態的資源，包括CPU、內存和帶寬資源。然而隨著虛擬節點在運行過程中負載的動態變化，虛擬節點的靜態資源有時不能很好的處理負載任務，從而導致虛擬節點的運行性能受到限制。

發明內容

鑒于以上問題，本發明提出一種云計算環境中的資源管理方法及系統，用以解決云計算環境中現有的對于虛擬節點的靜態資源管理不能有效提高其運行性能的問題。

根據本發明一方面，提出一種云計算環境中的資源管理方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、實時采集每個虛擬節點的資源信息，所述資源信息包括CPU使用時間、空閑內存和帶寬信息；

步驟二、獲取每個虛擬節點的CPU、內存及帶寬資源配置量；

步驟三、根據所述資源信息和CPU、內存及帶寬資源配置量進行計算提取，獲得每個虛擬節點的CPU、內存及帶寬使用率；所述CPU、內存及帶寬資源配置量和CPU、內存及帶寬使用率共同構成狀態集；

步驟四、利用基于深度確定性策略梯度的資源管理算法對所述狀態集進行訓練學習，獲得每個虛擬節點的資源配置決策；

步驟五、根據所述資源配置決策對每個虛擬節點的資源進行動態調節。

進一步地，步驟三中CPU使用率uc_i、內存使用率um_i及帶寬使用率ub_i計算公式分別為：

其中，cpu(t)表示t時刻CPU使用時間；c_i表示CPU資源配置量；f_i表示空閑內存；m_i表示內存資源配置量；recv(t)表示t時刻帶寬收包數；trans(t)表示t時刻帶寬發包數；b_i表示帶寬資源配置量。

進一步地，步驟四的具體步驟包括：

步驟四一、初始化當前Actor網絡π_θ(S)、當前Critic網絡Q_ω(S,A)、目標Actor網絡π′_θ′(S)和目標Critic網絡Q′_ω′(S,A)，并創建經驗池；

步驟四二、初始化環境并獲取當前t時刻狀態信息；

步驟四三、以狀態集中當前t時刻狀態s_t為輸入，根據Actor網絡π_θ(S)計算獲得離散動作并加入噪聲，獲得當前t時刻動作a_t：