[发明专利]一种云计算环境下的分层资源预留系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用领域，具体涉及一种云计算环境下的分层资源预留系统。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，越来越多的计算资源和存储资源分布在世界各地，网格通过因特网将世界各地的计算机连接起来，这些分布式的资源有效聚合起来，为科学研究和工业生产提供基础平台。云计算是在网格计算基础上提出的一种新型计算模型，是下一代网络计算平台的核心技术，它充分利用每台计算机的各种计算资源、存储资源、软件资源、网络资源等，提供强大的处理能力，实现资源的全面透明共享，构成高性能计算和信息服务的基础设施，提供了可靠安全的数据存储、方便快捷的互联网服务和强大的计算能力，从根本上改变信息发布、获取和共享的方式。由于云计算平台的动态性和异构性，云计算应用在运行时可能得不到足够的资源，同时应用之间的资源竞争导致应用服务质量得不到保证。云计算环境下的资源预留旨在通过资源提前预约，为应用的运行提供资源保证，允许应用在运行之前预约一段时间内一定量资源，在预约的时间内这些资源只能被提出预留的用户和应用所使用，在应用运行期间不会因为资源不足而导致服务质量降低，也不会因为资源竞争受到其他正在运行的云计算应用的影响。

目前，资源预留是云计算环境下提供服务质量保证(QoS)的一种有效方式，国内外已经有很多在云计算环境和网格环境下的资源预留方面的研究，包括网格资源预留模型，协同预留，预留策略和算法，资源预留需求预测等。全球网格论坛提出了一种统一的网格QoS模型GARA，主要致力于提供统一的QoS界面和编程接口，但是并没有提供资源预留的策略，资源预留的最终执行由管理底层资源的资源管理层保证，如果资源管理层不能有效地执行资源预留，网格资源预留和QoS也就无法得到保证。已有的基于QoS的云计算环境下的资源预留策略及任务调度算法和基于QoS的资源协同预留模块设计与实现，主要考虑的是云计算资源预留的调度策略和算法，目的在于提高资源预留请求的接受率，减少资源预留带来的资源碎片，提高资源利用率。而基于请求生命期的资源预留方法和策略，则是针对服务实例所指向的资源，提出了资源预留树的预留方法，利用在任务请求生命期内发现的所有合适资源构建资源预留树，当预留资源失效时，可直接在资源预留树内选取一个替代资源，保证资源预留的可靠性。为了方便和加快网格资源预留的研究，在研究多种网格仿真软件的基础上，支持资源预留的网格计算仿真架构设计一种网格仿真平台，对GridSim网格仿真工具进行了扩展，加入了对资源提前预留的支持，实现了并行分布式网格资源的提前预留、协同预留等仿真功能，并从用户和资源两个不同角度分析了基于该架构的仿真实验。而在基于经济机制的资源预留方法，提出了一种资源预留的经济模型。基于双向拍卖的资源预留系统根据的是资源预留和双向拍卖的特点，提出了基于双向拍卖的资源定价策略，并设计了详细的拍卖算法。

由上可知，目前云计算和网格环境下资源预留的研究，主要是关于统一预留模型、调度算法、需求预测、仿真工具等方面，从不同的角度分析了一些逻辑层的调度模型和算法，而以上这些模型和算法如果要实际用于资源预留，需要以资源层中支持资源预留的资源管理器为基础，如果资源层没有对资源预留很好的支持，上层的资源预留模型和算法最终也不能提供资源预留带来的QoS保证，有些有相关资源预留的支持因为涉及到单一的计算资源而没有考虑到不同资源种类的资源预留，一些特殊的应用如需要较高执行权限的应用就不能使用所提供的资源预留，同时这些模型和算法没有考虑网格应用的动态性，资源预留一经授权之后能使用的资源和使用时间就固定下来，不能根据应用的实际运行情况进行适当的伸缩调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种云计算环境下的分层资源预留系统，该系统可以适应云计算平台和云计算应用的动态性，在资源层保证应用和服务的正常稳定运行。

本发明提供的一种云计算环境下的分层资源预留系统，其特征在于，该系统由中心预留服务器、区域预留服务器和多层次资源池组成；每个区域各有一个独立的区域预留服务器，区域预留服务器向上由中心预留服务器统一管理，向下向多层次资源池进行资源分配；

中心预留服务器包括预留请求响应层和多区域中心预留协同层；预留请求响应层负责发出资源预留请求和访问预留到的资源；多区域中心预留协同层负责接收中心预留服务器的资源预留请求，并与相应的区域预留服务器进行通讯；