一種虛擬機(jī)部署位置的調(diào)整方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種虛擬機(jī)部署位置的調(diào)整方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]云計(jì)算技術(shù)在近幾年發(fā)展迅速，隨著網(wǎng)絡(luò)密集型應(yīng)用在云平臺(tái)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的大量部署，云計(jì)算系統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)帶寬成為云計(jì)算環(huán)境下的一種瓶頸資源。如何減少云計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬消耗，是部署系統(tǒng)時(shí)需要考慮的重要問題。
[0003]在云計(jì)算系統(tǒng)中，虛擬機(jī)是提供云計(jì)算服務(wù)的基本單元，隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，不同的虛擬機(jī)之間會(huì)產(chǎn)生大量的交互數(shù)據(jù)，占用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，因此，虛擬機(jī)的調(diào)度管理直接決定整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部帶寬消耗，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的性能和響應(yīng)速度。針對(duì)上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出一種TVMPP (Traffic-aware VM Placement Problem)優(yōu)化算法，該方法以虛擬機(jī)之間的整體通信代價(jià)最小為目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)中虛擬機(jī)的部署位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使得虛擬機(jī)之間所產(chǎn)生的系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)流量盡量控制在物理機(jī)內(nèi)部，或是控制在通信代價(jià)較小的同一物理鄰接域之內(nèi)。從而更有效地利用系統(tǒng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源，提高系統(tǒng)整體性能和響應(yīng)速度。
[0004]TVMPP將云計(jì)算系統(tǒng)中的每一臺(tái)虛擬機(jī)看作一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，定義任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的鄰接度為:節(jié)點(diǎn)間通信代價(jià)與節(jié)點(diǎn)間流量的乘積，根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的鄰接度情況對(duì)虛擬機(jī)的部署位置進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整基于最小割算法實(shí)現(xiàn)，其基本思路是:如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信代價(jià)越高、并且節(jié)點(diǎn)流量越大，那么就越應(yīng)該降低這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信代價(jià)。然而，通過大量的測(cè)試發(fā)現(xiàn):盡管TVMPP的整體思路是合理的，但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常不能得到預(yù)期的調(diào)整效果，難以切實(shí)解決系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬消耗問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種虛擬機(jī)部署位置的調(diào)整方法、裝置及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)云計(jì)算系統(tǒng)中虛擬機(jī)的合理部署，降低系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬消耗，技術(shù)方案如下:
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種虛擬機(jī)部署位置的調(diào)整方法，該方法包括:
[0007]根據(jù)虛擬機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j所述屬的物理服務(wù)器情況確定所述節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)CijQ # j)，其中，在i和j不屬于同一物理服務(wù)器的情況下，Cij為i和j之間的交換機(jī)數(shù)量，在i和j屬于同一物理服務(wù)器的情況下，(^為預(yù)設(shè)的數(shù)值，i的取值包括不大于N的所有自然數(shù)，j的取值包括不大于N的所有自然數(shù)，N為所述網(wǎng)絡(luò)中虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；
[0008]對(duì)所述Cu使用數(shù)據(jù)平滑算法，得到所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值Ci/ ；
[0009]獲得所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間在預(yù)設(shè)歷史時(shí)段的流量統(tǒng)計(jì)值Dij;
[0010]根據(jù)所述Ci/和Du，計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的修正鄰接度Ai/ ;
[0011]對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的修正鄰接度圖采用最小割算法，得到至少兩個(gè)集合，每個(gè)集合包含至少一個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)，其中，所述修正鄰接度圖中的不同的頂點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)不同的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)、且所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頂點(diǎn)之間存在一條以Ai/為權(quán)重值的邊；
[0012]根據(jù)所述至少兩個(gè)集合，對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)的部署位置進(jìn)行調(diào)整，以使得對(duì)于任意虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)X，若存在虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)y與X屬于相同的集合、虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)z與X屬于不同的集合，則X與I之間的通信代價(jià)不大于X與z之間的通信代價(jià)。
[0013]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的修正鄰接度圖采用最小割算法，得到至少兩個(gè)集合，包括:
[0014]對(duì)包含N個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)的修正鄰接度圖使用K階最小割算法，得到K個(gè)集合，其中，K為預(yù)設(shè)的數(shù)值且K為不小于2的自然數(shù)。
[0015]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的修正鄰接度圖采用最小割算法，得到至少兩個(gè)集合，包括:
[0016]根據(jù)預(yù)設(shè)的聚類規(guī)則，對(duì)N個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到至少一個(gè)類簇，在同一個(gè)類簇中，對(duì)于任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)P，存在至少另一個(gè)節(jié)點(diǎn)P’，使得P’與P之間的修正鄰接度不小于預(yù)設(shè)的閾值；
[0017]根據(jù)預(yù)定義的物理鄰接域劃分規(guī)則，確定所述網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)物理鄰接域所能容納的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)量M，對(duì)各個(gè)類簇對(duì)應(yīng)的修正鄰接度圖分別迭代使用2階最小割算法，得到對(duì)應(yīng)于各個(gè)類簇的分割結(jié)果；其中，每組分割結(jié)果中包含至少一個(gè)集合，且每個(gè)集合中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)量不大于M0
[0018]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述物理鄰接域劃分規(guī)則包括:將每臺(tái)物理服務(wù)器劃分為一個(gè)物理鄰接域。
[0019]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述Cu使用數(shù)據(jù)平滑算法，得到所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值Ci/包括:
[0020]利用Ci/ = Cij^Pij+CE* (1-Pij)，計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值，其中，PuS C u在所述網(wǎng)絡(luò)中所有C u取值中的統(tǒng)計(jì)概率，C E為所有C ^的算術(shù)平均值。
[0021]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述Cij使用數(shù)據(jù)平滑算法，得到所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值Ci/,包括:
[0022]利用Ci/ = a^C.j+Q,計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值，其中，a為預(yù)設(shè)的修正系數(shù)，a e (0，I)，Ce為所有C ^的算術(shù)平均值。
[0023]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，在第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述Ci/和Dij,計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的修正鄰接度Ai/,包括:
[0024]利用Ai/ = Ci/ ^Dij,計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的修正鄰接度Ai/。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種虛擬機(jī)部署位置調(diào)整裝置，該裝置包括:
[0026]通信代價(jià)確定模塊，用于根據(jù)虛擬機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j所述屬的物理服務(wù)器情況確定所述節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)Cij (i ^ j)，其中，在i和j不屬于同一物理服務(wù)器的情況下，Cij為i和j之間的交換機(jī)數(shù)量，在i和j屬于同一物理服務(wù)器的情況下，Cij為預(yù)設(shè)的數(shù)值，i的取值包括不大于N的所有自然數(shù)，j的取值包括不大于N的所有自然數(shù)，N為所述網(wǎng)絡(luò)中虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；
[0027]數(shù)據(jù)平滑模塊，用于對(duì)所述通信代價(jià)確定模塊得到的Cu使用數(shù)據(jù)平滑算法，得到所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值Ci/ ;
[0028]流量統(tǒng)計(jì)值獲得模塊，用于獲得所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間在預(yù)設(shè)歷史時(shí)段的流量統(tǒng)計(jì)值Dij;
[0029]修正鄰接度計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)平滑模塊得到的Ci/和所述流量統(tǒng)計(jì)值獲得模塊獲得的Du，計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的修正鄰接度Ai/ ;
[0030]最小割計(jì)算模塊，用于對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的修正鄰接度圖采用最小割算法，得到至少兩個(gè)集合，每個(gè)集合包含至少一個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)，其中，所述修正鄰接度圖中的不同的頂點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)不同的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)、且所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頂點(diǎn)之間存在一條以所述修正鄰接度計(jì)算模塊計(jì)算得到的Ai/為權(quán)重值的邊；
[0031]調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述最小割計(jì)算模塊得到的至少兩個(gè)集合，對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)的部署位置進(jìn)行調(diào)整，以使得對(duì)于任意虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)X，若存在虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)y與X屬于相同的集合、虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)z與X屬于不同的集合，則X與y之間的通信代價(jià)不大于X與Z之間的通信代價(jià)。
[0032]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述最小割計(jì)算模塊，具體用對(duì)包含N個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)的修正鄰接度圖使用K階最小割算法，得到K個(gè)集合，其中K，K為預(yù)設(shè)的數(shù)值且為不小于2的自然數(shù)。
[0033]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述最小割計(jì)算模塊，包括:
[0034]聚類子模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的聚類規(guī)則，對(duì)N個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，得到至少一個(gè)類簇，在同一個(gè)類簇中，對(duì)于任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)P，存在至少另一個(gè)節(jié)點(diǎn)P’，使得P’與P之間的修正鄰接度不小于預(yù)設(shè)的閾值；
[0035]分割子模塊，用于根據(jù)預(yù)定義的物理鄰接域劃分規(guī)則，確定所述網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)物理鄰接域所能容納的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)量M，對(duì)所述聚類子單元得到的各個(gè)類簇對(duì)應(yīng)的修正鄰接度圖分別迭代使用2階最小割算法，得到對(duì)應(yīng)于所述聚類子單元得到的各個(gè)類簇的分割結(jié)果；其中，每組分割結(jié)果中包含至少一個(gè)集合，且每個(gè)集合中的虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)量不大于M。
[0036]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，其特征在于，所述數(shù)據(jù)平滑模塊，具體用于利用Ci/ = CifPJCf(1-Pij)，計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值，其中，PuS C u在所述網(wǎng)絡(luò)中所有C u取值中的統(tǒng)計(jì)概率，Ce為所有Cij的算術(shù)平均值。
[0037]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述數(shù)據(jù)平滑模塊，具體用于利用Ci/ =，計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的通信代價(jià)的修正值，其中，a為預(yù)設(shè)的修正系數(shù)，a e (O, I)，Ce為所有C ^的算術(shù)平均值。
[0038]結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述修正鄰接度計(jì)算模塊，具體用于利用Ai/ = Ci/ ^Dij，計(jì)算所述兩個(gè)虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)i和j之間的修正鄰接度Aij ο
[0039]針對(duì)現(xiàn)有虛擬機(jī)部署位置調(diào)整方案中，節(jié)點(diǎn)間通信代價(jià)對(duì)調(diào)整結(jié)果影響過大的問題，本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，通過對(duì)節(jié)點(diǎn)間通信代價(jià)Cij進(jìn)行修正，使得修正后的節(jié)點(diǎn)間通信代價(jià)既能體現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)部署位置調(diào)整結(jié)果的影響，又使得通信流量在調(diào)整結(jié)果中起到主導(dǎo)影響作用，從而可以得到更為合理的虛擬機(jī)部署位置調(diào)整結(jié)果，降低云計(jì)算系統(tǒng)的內(nèi)部的帶寬消耗。
【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施