[发明专利]一种云计算系统可用性评估方法

权利要求书

1.一种云计算系统可用性评估方法，其特征在于，其具体实现步骤如下：

步骤一、首先评估云计算服务中虚拟机的启动时间；

步骤二、然后根据虚拟机启动时间粗略评估云计算服务的可用性：评估虚拟机的平均故障间隔时间，粗略评估单台虚拟机的可用性，即通过下述公式完成评估：

虚拟机的平均故障间隔时间/(虚拟机的平均故障间隔时间+虚拟机的启动时间)；

步骤三、在服务商提供部分参数后精准评估云计算服务的可用性：评估出单台物理机平均故障间隔时间、物理机集群平均故障间隔时间、虚拟机集群平均故障间隔时间及虚拟机的可用性，其中虚拟机的可用性通过下述公式完成评估：

虚拟机集群平均故障间隔时间/(虚拟机集群平均故障间隔时间+虚拟机的启动时间)。

2.根据权利要求1所述的一种云计算系统可用性评估方法，其特征在于，所述步骤一中的虚拟机的启动时间为虚拟机从申请资源到启动成功的时间，该申请资源到启动成功的具体过程包括：申请资源并分配、BIOS启动、Boot Loader运行、载入内核和初始化。

3.根据权利要求2所述的一种云计算系统可用性评估方法，其特征在于，所述步骤一中虚拟机的启动时间的具体评估过程为：

首先记录开始时间；

通过云计算平台提供的API申请虚拟机并通过API获取虚拟机的IP信息；

在获得IP信息后，使用云计算API或ping命令获取虚拟机状态；

当ICMP协议有回应时，记录结束时间，两次记录的时间间隔即为虚拟机启动所需时间。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种云计算系统可用性评估方法，其特征在于，所述步骤二中云计算服务可用性粗略估计的具体过程为：

当云计算平台中平均每台物理机运行k个虚拟机时，单台虚拟机的MTBF为物理机MTBF的倍，即:

MTBFvm=1k*MTBFpm;]]>

其中MTBF_pm为物理机的平均故障间隔时间，MTBF_vm为虚拟机的平均故障间隔时间，k为单台物理机上平均启动的虚拟机数量；

则单台虚拟机的可用性计算如下:

A=MTBFvmMTBFvm+MTTRvm;]]>

所述MTBF是指平均故障间隔时间，MTTR_vm是指虚拟机的启动时间。

5.根据权利要求4所述的一种云计算系统可用性评估方法，其特征在于，所述步骤三中云计算服务可用性精确估计过程为：

1)假设物理机平均故障间隔时间的数据采集矩阵PM为：

PM=n11n12...n1mn21n22...n2m............nn1nn2...nnm;]]>

其中n表示云计算平台共有n个物理机；m表示采集数据时共有m个时间间隔，即t₁,t₂…,t_m；n_ij表示物理机i在t_j时间间隔共发生故障的次数；

2)每台物理机上不同时间间隔启动虚拟机的个数矩阵N为：

N=k11k12...k1mk21k22...k2m............kn1kn2...knm;]]>

n表示云计算平台共有n个物理机；m表示采集数据时共有m个时间间隔，即t₁,t₂…,t_m；k_ij表示物理机i在t_j时间间隔内启动的虚拟机数；

3)则虚拟机的平均故障间隔时间VM为：

VM=PM*N=n11n12...n1mn21n22...n2m............nn1nn2...nnm*k11k12...k1mk21k22...k2m............kn1kn2...knm=n11k11n12k12...n1mk1mn21k21n22k22...n2mk2m............nn1kn1nn2kn2...nnmknm;]]>

其中A*B表示矩阵的点乘运算，同维矩阵点乘等于对应的元素相乘；

4)定义平均故障间隔时间MTBF为：

MTBF=Σ(downtime-uptime)failure times;]]>

该公式中failure times为失效时间，是指上一次设备恢复正常状态uptime起，到设备此次失效那一刻downtime之间间隔的时间；

5)则单个物理机平均故障间隔时间：

MTBFPi=Σk=1mtkΣj=1mnij;]]>

k表示时间间隔编号，从1到m；j表示物理机i在时间间隔t_j发生故障次数编号，从1到m；P_i表示物理机i；表示物理机i的平均故障间隔时间；t_k表示采集数据时编号为k的时间间隔；

6)物理机集群平均故障间隔时间：

MTBFP=Σk=1mtkΣi=1nΣj=1mnij;]]>

i表示物理机编号；MTBF_P表示物理机集群的平均故障间隔时间；

7)虚拟机集群平均故障间隔时间：

MTBFV=Σk=1mtkΣi=1nΣj=1mnijkij;]]>

MTBF_V表示虚拟机集群的平均故障间隔时间；

8)由物理机集群平均故障间隔时间得：

Σk=1mtk=Σi=1nΣj=1mnij·MTBFP;]]>

故可得

即

故虚拟机的可用性计算如下：

其中MTTR_V表示虚拟机集群的启动时间。