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一種基于dcn的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法

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一種基于dcn的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于云計(jì)算DCN技術(shù)領(lǐng)域,設(shè)及到DCN環(huán)境下流媒體集群的劃分、放置、W及遷移領(lǐng)域,特別設(shè)及一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 如今云計(jì)算的發(fā)展受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注,基于云計(jì)算的相關(guān)應(yīng)用也逐漸融入 人們?nèi)粘5纳钪校虼藶榱藵M足用戶的各種需求,云服務(wù)供應(yīng)商不斷在云平臺(tái)上部署 大規(guī)模的應(yīng)用服務(wù)。隨著用戶對(duì)數(shù)據(jù)中屯、的資源數(shù)量和資源種類需求的增加,簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)充 數(shù)據(jù)中屯、規(guī)模已經(jīng)不是一種有效的解決方案了,因?yàn)檫\(yùn)會(huì)極大的增加數(shù)據(jù)中屯、的建設(shè)成 本,同時(shí)也絕不能夠降低應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量。因此,為了解決運(yùn)個(gè)問(wèn)題,研究者提出了云計(jì)算環(huán) 境下多虛擬機(jī)遷移的解決方案。檢索到的W下幾篇與本發(fā)明相關(guān)的屬于云計(jì)算DCN領(lǐng)域的 專利,它們分別是:
[0003] 1.中國(guó)專利201510036992. 8, 一種數(shù)據(jù)中屯、多虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)遷移方法;
[0004] 2.中國(guó)專利201210551631. 3, 一種應(yīng)用集群遷移方法及裝置; 陽(yáng)0化]在上述專利1中提供了一種數(shù)據(jù)中屯、多虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)遷移方法,屬于云計(jì)算領(lǐng) 域。本發(fā)明基于化ancoCallegati和WalterCerroni提出的基于預(yù)復(fù)制的并行多虛擬機(jī) 遷移策略,W及在本發(fā)明中提出的基于后復(fù)制的串行多虛擬機(jī)遷移策略為基礎(chǔ),引入?yún)⒘縨 及修正因子a,提出一種滿足服務(wù)提供商與用戶協(xié)商的最大停機(jī)時(shí)間的約束條件下,總遷 移時(shí)間最小的數(shù)據(jù)遷移方法,該方法適用范圍廣,可進(jìn)一步降低服務(wù)提供商的遷移時(shí)間成 本。
[0006]在上述專利2中公開(kāi)了一種應(yīng)用集群遷移方法及裝置,該方法包括:在云計(jì)算平 臺(tái)中,接收用戶按照遷移框架的約定發(fā)來(lái)的應(yīng)用集群遷移請(qǐng)求;對(duì)所述應(yīng)用集群遷移請(qǐng)求 進(jìn)行解析,確定請(qǐng)求進(jìn)行遷移的應(yīng)用集群的遷移屬性信息;根據(jù)確定出的遷移屬性信息, 在空閑資源池中確定符合應(yīng)用集群遷移需求的節(jié)點(diǎn)資源,根據(jù)確定出的節(jié)點(diǎn)資源和遷移框 架,將請(qǐng)求遷移的應(yīng)用集群遷移到確定出的節(jié)點(diǎn)資源中。采用上述方案,能夠較好地提高云 計(jì)算平臺(tái)中應(yīng)用集群的遷移效率。
[0007]根據(jù)上述查新,現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題是,均沒(méi)有考慮流媒體服務(wù)器高資源消耗W及緊密流量通信的特點(diǎn),運(yùn)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)重?fù)砣罅肯木W(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部帶 寬,進(jìn)而嚴(yán)重影響流媒體應(yīng)用服務(wù)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明的目的在于提供一種基于DCN的虛擬流媒 體集群協(xié)同遷移方法,在保證流媒體應(yīng)用對(duì)外服務(wù)性能的前提下,大幅度降低DCN網(wǎng)絡(luò)的 內(nèi)部帶寬消耗,同時(shí)降低流媒體集群的整體遷移時(shí)間成本。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0010] 一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法,
[0011] 首先,構(gòu)建虛擬流媒體服務(wù)器之間的流量通信拓?fù)鋱D;
[0012] 根據(jù)虛擬流媒體服務(wù)器之間的流量通信拓?fù)鋱D進(jìn)行面向物理機(jī)的小集群拓?fù)鋭?分和面向分區(qū)的大集群拓?fù)鋭澐郑?br>[0013] 根據(jù)虛擬流媒體服務(wù)器所在位置和2個(gè)層次的拓?fù)鋭澐纸Y(jié)果,指派面向分區(qū)的大 集群與分區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和指派面向物理機(jī)的小集群與物理機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;
[0014] 最后,通過(guò)虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法,把所有待遷移的虛擬機(jī)遷移到目的物 理機(jī)上。
[0015] 所述構(gòu)建虛擬流媒體服務(wù)器之間的流量通信拓?fù)鋱D表示為Gvm= (V,E),其中V= {Vmi,Vm^......Vm。},即每一個(gè)虛擬機(jī)為流量通信拓?fù)鋱D中的一個(gè)點(diǎn),n為虛擬機(jī)個(gè)數(shù),E為 邊集,代表虛擬機(jī)間是否存在通信;若虛擬機(jī)i與虛擬機(jī)j之間存在通信,則Ei,=1,否則Eii= 0 ;邊權(quán)值WIi為虛擬機(jī)i與虛擬機(jī)j之間的通信大?。惶摂M機(jī)i表示為Vm1=(C,b), 其中C表示虛擬機(jī)i所需的CPU資源,b表示虛擬機(jī)i所需的帶寬資源。
[0016] 所述面向物理機(jī)的小集群拓?fù)鋭澐志唧w步驟如下:
[0017]Stepl:初始化每個(gè)虛擬機(jī)為一個(gè)面向物理機(jī)的小集群;
[0018] Step2:計(jì)算邊增益,邊增益與邊權(quán)值的平方成正比、與邊權(quán)值占所連接點(diǎn)的所有 邊權(quán)值之和的百分比成正比、邊連接點(diǎn)的資源和成反比;
[0019] Step3 :如果存在邊增益大于0,則合并邊增益最大的邊連接的2個(gè)點(diǎn)為一個(gè)面向 物理機(jī)的小集群;
[0020] St巧4 :重復(fù)St巧2,直到所有邊增益都不大于0 ;
[0021] Steps:合并剩余的孤立節(jié)點(diǎn)為一個(gè)面向物理機(jī)的小集群。
[0022] 所述根據(jù)面向分區(qū)的大集群拓?fù)鋭澐值木唧w步驟如下:
[0023]Stepl:初始化面向物理機(jī)的小集群為一個(gè)面向分區(qū)的大集群;
[0024]Step2:計(jì)算邊增益,邊增益與邊權(quán)值的平方成正比、與邊權(quán)值占所連接點(diǎn)的所有 邊權(quán)值之和的百分比成正比、邊連接點(diǎn)的資源和成反比;
[00巧]Step3 :如果存在邊增益大于0,則合并邊增益最大的邊連接的2個(gè)小集群為一個(gè) 面向分區(qū)的大集群; 陽(yáng)0%] St巧4 :重復(fù)St巧2,直到所有邊增益都不大于0 ;
[0027]Steps :合并剩余的孤立的小集群為一個(gè)面向分區(qū)的大集群。
[0028] 所述指派面向分區(qū)的大集群與分區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的具體步驟如下: 陽(yáng)0巧]Stepl:虛擬機(jī)遷移過(guò)程中拷貝的內(nèi)存數(shù)據(jù)總量用公式化ta(i) =B*Vmi(c)/ 度-Vmi化))表示,式中:B表示傳輸速率,Vmi(C)表示虛擬機(jī)內(nèi)存大小,Vmi(b)表示虛擬機(jī)內(nèi) 存臟頁(yè)產(chǎn)生率;
[0030] Step2 :虛擬機(jī)與分區(qū)的距離用虛擬機(jī)遷移拷貝內(nèi)存數(shù)據(jù)總量與其到分區(qū)所經(jīng)過(guò) 的通信交換機(jī)個(gè)數(shù)的乘積表示;
[0031] Step3 :面向分區(qū)的大集群與分區(qū)的距離為面向分區(qū)的大集群所包含的所有虛擬 機(jī)與分區(qū)距離之和;
[0032]Step4:根據(jù)面向分區(qū)的大集群到分區(qū)的距離,使用匈牙利分派算法求得最優(yōu)分配 方案。
[0033] 所述指派面向物理機(jī)的小集群與物理機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的具體步驟如下:
[0034] Stepl:若虛擬機(jī)部署在物理機(jī),則虛擬機(jī)與物理機(jī)距離為0,否則為I;
[0035]Step2:面向物理機(jī)的小集群與物理機(jī)的距離為面向物理機(jī)的小集群所包含的所 有虛擬機(jī)與物理機(jī)距離之和;
[0036]Step3:根據(jù)面向物理機(jī)的小集群到物理機(jī)的距離,使用匈牙利分派算法求得最優(yōu) 分配方案。
[0037] 所述通過(guò)虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法,把所有待遷移的虛擬機(jī)遷移到目的物理 機(jī)上的具體步驟如下:
[0038]Stepl:判斷待遷移虛擬機(jī)的目的主機(jī)資源是否滿足,將待遷移虛擬機(jī)分為可遷移 隊(duì)列和等待遷移隊(duì)列;
[0039]Step2:計(jì)算可遷移隊(duì)列中的虛擬機(jī)遷移帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)增益,按其遷移帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)增 益降序排列,虛擬機(jī)遷移增益為虛擬機(jī)遷移之后所減少的DCN的內(nèi)部流量大?。?br>[0040] St巧3:若可遷移隊(duì)列為空,轉(zhuǎn)至St巧6 ;否則,從可遷移隊(duì)列中的按順序取虛擬 機(jī),計(jì)算虛擬機(jī)的遷移路徑,遷移路徑帶寬表示為B;
[0041] Step4 :若遷移路徑帶寬B大于1. 5倍的虛擬機(jī)內(nèi)存臟頁(yè)產(chǎn)生率,則不滿足遷移條 件,轉(zhuǎn)至Step3;否則,啟動(dòng)其遷移任務(wù);
[0042]St巧5:虛擬機(jī)完成遷移,更新與之相連的虛擬機(jī)的遷移增益、更新源物理主機(jī) 的可用資源、更新可遷移隊(duì)列和等待資源隊(duì)列、更新DCN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚仃嚳捎脦?;轉(zhuǎn)至 StepS;
[0043] Step6 :更新目的物理主機(jī)可W資源,更新可遷移和等待遷移隊(duì)列,更新DCN網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)渚仃嚳捎脦?;轉(zhuǎn)至Step3;
[0044] Step7 :判斷等待遷移隊(duì)列是否為空,若為空,則算法結(jié)束;否則,將待遷出虛擬機(jī) 個(gè)數(shù)最小的物理機(jī)上的虛擬機(jī)遷移到空閑物理機(jī)。
[0045] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明考慮了流媒體服務(wù)器高資源消耗W及緊密流量通信的特 點(diǎn),通過(guò)求得虛擬流媒體集群的理想遷移方案進(jìn)行虛擬流媒體集群協(xié)同遷移。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1為本發(fā)明一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 W48]如附圖1所示,本發(fā)明為一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法,首先,構(gòu) 建虛擬流媒體服務(wù)器之間的流量通信拓?fù)鋱D;根據(jù)虛擬流媒體服務(wù)器之間的流量通信拓?fù)?圖進(jìn)行面向物理機(jī)的小集群拓?fù)鋭澐趾兔嫦蚍謪^(qū)的大集群拓?fù)鋭澐?;根?jù)虛擬流媒體服務(wù) 器所在位置和2個(gè)層次的拓?fù)鋭澐纸Y(jié)果,分別指派面向分區(qū)的大集群與分區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和 面向物理機(jī)的小集群與物理機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;最后,通過(guò)虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法,把所 有待遷移的虛擬機(jī)遷移到目的物理機(jī)上。
[0049] 下面分步驟對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)敘述。
[0050] 1、構(gòu)建虛擬流媒體服務(wù)器之間流量通信拓?fù)鋱D
[0051] 構(gòu)建虛擬流媒體服務(wù)器之間的流量通信拓?fù)鋱D表示為Gvm= (V,E),其中V= (Vmi,Vm2......Vm。},即每一個(gè)虛擬機(jī)為流量通信拓?fù)鋱D中的一個(gè)點(diǎn),n為虛擬機(jī)個(gè)數(shù),E為 邊集,代表虛擬機(jī)間是否存在通信;若虛擬機(jī)i與虛擬機(jī)j之間存在通信,則Ei,=1,否則Eii=O;邊權(quán)值WIi為虛擬機(jī)i與虛擬機(jī)j之間的通信大??;虛擬機(jī)i表示為Vm1= (C,b), 其中C
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