[发明专利]一种满足需求特性的多物理服务器负载均衡的方法及装置

说明书

1.技术领域

本发明涉及计算机通信技术领域，特别涉及一种实现多物理服务器负载均衡的方法及装置。

2.背景技术

本发明涉及云计算数据中心多个物理服务器的动态负载均衡技术。云数据中心存在大量的规格配置可能不一致的物理服务器，通过虚拟化技术，每个物理服务器可以虚拟出多个虚拟机。云计算数据中心将这些虚拟机按用户需求规格(可能不一致)动态地自动化地分配给用户。但是由于用户的需求规格和数据中心所有物理服务器的规格配置不一致，如果采用简单的分配调度方法，例如常用的轮转法，加权轮转法，最小负载(或链接数)优先，加权最小负载优先法，哈希法等，很难达到物理服务器负载均衡。因而会造成服务性能不均衡和其它相关问题。

轮转法(Round Robin)通常是预先设定好一个轮转周期(例如物理服务器个数)，依次将用户需求的虚拟机分配给不同的物理服务器，一个轮转周期结束后重新开始新一个轮转。轮转法不能解决物理服务器和用户需求规格不一致造成的负载不均衡问题。加权轮转法预先对物理服务器设定权值，在负载均衡分配虚拟机的过程中，轮转选择物理服务器，如果被选择的物理服务器的权值为0，则跳过该服务器并选择下一台，如被选择的服务器的权值不为0，则选中该服务器并将该服务器的权值减1，后继的选择在前次选择的基础上轮转。以权值分别为1，2，3的三台物理服务器(PM1，PM2，PM3)为例，第一次选择第一台物理服务器PM1，其权值减为0，第二次选择第二台物理服务器PM2，其权值减为1，第三次选择第三台物理服务器PM3，其权值减为2，第四次轮转到第一台服务器PM1，但是其权值为0，继续轮转，选择第二台服务器PM2，同时其权值减为0，…。六次选择的次序依次是：PM1，PM2，PM3，PM2，PM3，PM3。这样权值高的服务器获得的服务次数就与其权值成正比，但是当用户需求规格不一致时仍然存在负载不均衡的问题。另外加权轮转法需要在均衡过程中修改各台服务器的权值，这些公共变量需要进行加锁解锁，影响执行速度。最小负载(或链接数)优先法是每次分配虚拟机时，首先检查当前一段时间内所有物理服务器的负载情况，总是选择当前一段时间内负载最小的物理服务器分配虚拟机。图1、图2两个图可以描述此技术方案实施过程。任务一被调度到访问负载最小的站点2上，…，任务四被分配到站点3。这一方法同样无法解决用户需求规格和物理服务器规格配置不一致造成的负载不均衡问题。加权最小负载优先法，类似于加权轮转法，对于规格配置不一致的物理服务器设定不同的权值，选择分配虚拟机时考虑权值，这一方法同样无法解决用户需求规格利物理服务器规格配置不一致造成的负载不均衡问题。加权轮转法和加权最小负载法执行速度因需计算权值受到一定的影响。哈希法预先设计一个哈希函数，用于映射用户需求的虚拟机到相应的物理服务器上，执行速度较快，但如何设计一个哈希函数既满足用户规格需求又满足物理服务器规格配置不一致并且解决负载不均衡的问题几乎是不可能的。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：上述简单的分配调度方法，均不能解决用户规格需求和物理服务器规格配置不一致造成的各物理服务器负载不均衡问题。

因此本发明设计一个依据动态调整的负载均衡算法和装置，更好地解决用户规格需求和物理服务器规格配置不一致造成的各物理服务器负载不均衡问题。

3.发明内容

本发明的实施例提供一种实现多物理服务器负载均衡的方法及装置，能够很好地实现多物理服务器的负载均衡。

本发明实施例采用的技术方案为：

一种实现多物理服务器负载均衡的方法，包括：

分配的算法：首先根据用户请求的虚拟机类型(cpu，内存，网络)将物理服务器按该类型的利用率升序排列。然后根据该类型的利用率将物理服务器划分成多个区间，每个区间的大小可以动态设置(比如以0.05为一个区间)，然后找出利用率最低的物理服务器所在的区间的所有物理服务器。将虚拟机试分配在该区间的所有物理服务器上，分别计算物理服务器分配虚拟机后每个物理服务器的cpu利用率，内存利用率，网络利用率三者的方差，得到每个物理服务器的负载均衡值。具体计算公式如下：

CombinedBalanceLevel＝(AVG-CPU_utility)*(AVG-CPU_utility)+(AVG-MEM_utility)*(AVG-MEM_utility)+(AVG-BW_utility)*(AVG-BW_utility)    (1)

AVG＝(CPU_utility+MEM_utility+BW_utility)/3    (2)