[发明专利]一种基于应用程序性能约束的虚拟机节能整合规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机系统结构领域的系统级虚拟化技术及虚拟机整合技术，具体涉及一种基于应用程序性能约束的虚拟机节能整合规划方法。

背景技术

随着云计算技术的不断发展和成熟，越来越多的应用程序运行在云上。虚拟化技术作为云计算的一个关键底层支撑技术，在资源共享、性能隔离和动态伸缩方面提供了独特的优势。另一方面，随着计算机制造工艺的不断进步，计算机硬件性能得到了大幅的提升，如多核处理器、大容量内存、高速网络设备等的出现，为虚拟机整合提供了可能性。把多个应用程序整合到一台物理服务器上，可以充分的利用丰富的物理机资源，提高系统资源的利用率，同时通过关闭空闲的物理机，能有效的降低数据中心的能量消耗。

但是，应用程序种类千差万别，其对资源的需求也各不相同，有些是CPU密集型的，有些是内存密集型的，有些是I/O密集型，有些是混合型的。把多个应用程序整合到一台物理服务器上时，可能导致应用程序性能的不同程度的损耗。如何把尽量多的应用程度整合到一起，同时又能精确的控制每种应用程序的性能是一个突出的挑战。

传统的虚拟机整合方法，通常是采用CPU利用率数据进行整合，使得每台物理服务器的CPU利用率达到最高。但是这种方法具有以下两方面的局限性：（1）应用程序的性能与CPU利用率间的关系是复杂的，根据CPU利用率进行整合并不能严格保证应用程序的性能；（2）在虚拟化环境中，虚拟机管理器往往也需要消耗一定的CPU利用率，传统的整合方法往往忽视这个因素，因此整合的结果准确性也受到一定的影响。

发明内容

本发明针对现有技术没有考虑应用程序的性能的缺点，提供一种既能有效降低数据中心能耗，又能严格保证各种应用程序性能的一种基于应用程序性能约束的虚拟机节能整合规划方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种基于应用程序性能约束的虚拟机节能整合规划方法，包括如下步骤：

步骤a：设置每台服务器上允许容纳的最多的虚拟机个数C；

步骤b：对典型的M种应用程序进行全面的整合轮廓分析，全面的整合轮廓分析的方案共种，Case_i表示第i种整合方案，X_i表示Case_i种整合方案的个数，1≤i≤N，整合方案具体包括从M种应用程序中选择1个整合到一台物理机上，从M种应用程序中选择2个整合到一台物理机上，一直到从M种应用程序中选择M个整合到一台物理机上等情况，相同的应用程序可以整合到同一个物理机上；

步骤c：把待整合的一系列应用程序输入节能整合规划器，App_i表示第i种应用程序，V_i表示App_i的个数，1≤i≤M，总的待整合的应用程序个数为Σi=1MVi;]]>

步骤d：设置每种应用程序的性能约束，P_i表示第i种应用程序的性能约束，1≤i≤M，如果某种应用程序的性能约束被设置为P_i，0<P_i<1，则意味着这种应用程序在整合中的性能与该种应用程序单独运行在一台物理机上的性能的比值大于等于P_i，P_i越接近于1，表示第i种应用程序在整合中的性能越好；

步骤e：把整合问题建模成一个最优化问题，优化的目标为最小化所需的物理机个数，因为一种整合方案对应一台物理机，所以优化目标可以表示为MinX_i表示第i个整合方案的个数，它需满足如下约束：