[发明专利]一种基于Rendezvous哈希算法的虚拟机初始放置策略方法

权利要求书

1.一种基于Rendezvous哈希算法的虚拟机放置策略方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：首先定义数据中心存在的主机集合PM＝{pm₁,pm₂,…,pm_n}，其中主机数量为n，需要初始化放置的虚拟机集合VM＝{vm₁,vm₂,…,vm_m}，其中虚拟机数量为m，设定虚拟机数量m大于或等于主机数量n；

第二步：对于给定的虚拟机vm_i，定义Vpes_i为虚拟机vm_i所需的CPU资源，Vram_i为虚拟机vm_i所需的内存资源，V_i-pes为虚拟机vm_i的CPU利用率，W_i-ram为虚拟机vm_i的内存利用率，对于给定的主机pm_j，定义Ppes_j为主机pm_j当前的CPU空闲资源，Pram_j为主机pm_j的内存空闲资源，U_j-pes为主机pm_j的CPU利用率，U_j-ram为主机pm_j的内存利用率，则定义主机pm_j的资源利用率U_j为：

U_j＝α*U_j-pes+β*U_j-ram

其中0α1,0β1，且α+β＝1；

定义Tag_ij为当前时刻，主机pm_j能否满足虚拟机vm_i的资源要求，即

Tag_ij＝(Ppes_j-Vpes_i)0∧(Pram_j-Vram_i)0

第三步：给定主机pm_j，定义该主机在t时刻的电源能耗表示为：

e_j(t)＝c_j+q*f_j³(t)*u_j(t)

其中c_j为静态能耗标记，f_j(t)为t时刻主机pm_j的频率，u_j(t)为t时刻主机pm_j的功率，q为线性常量；

则在T时间内，主机pm_j的能耗E_j：

第四步：主机数量n小于4，即无法满足构建最小双层虚拟结构的数量2*2时，则对于任意虚拟机vm_i，定义其对应每个主机具有一个分配权重集合W_i＝{w_i1，w_i2，…，w_ik}，其中k≥n；定义w_ij为虚拟机vm_i在主机pm_j上的权重，w_ij＝h(vm_i,pm_j)，其中h()内包含约定的哈希函数；然后直接通过Rendezvous哈希算法将虚拟机vm_i分配给权重w_ij最大的主机pm_j；如果主机pm_k的性能是其他主机的a倍，则表示为pm_k1，…，pm_ka；

第五步：主机数量n大于等于4，即满足构建最小双层虚拟结构的数量2*2时，建立虚拟分层结构，虚拟分层结构包含虚拟分层节点和真实主机节点簇两部分，虚拟分层节点之间以树的形式分布，其中，将虚拟分层节点的所有叶子节点称为虚拟叶子节点扇区，虚拟分层节点构成的树的高度称为虚拟分层结构深度；真实主机节点簇是由多个真实主机构成的集合，与虚拟分层节点底部虚拟叶子节点相关联；建立虚拟分层结构的过程如下：

5.1真实主机节点簇群划分：首先选择真实主机节点簇的常量z，将主机集合按照c＝ceiling(n/z)组织成簇，其中ceiling函数表示将n除以z的值向上舍入为最接近的整数，C₀＝{cpm₁，cpm₂，…，cpm_z}，C₁＝{cpm_z+1，cpm_z+2，…，cpm_2z}，…直至每个主机都归属于一个簇，每个簇为虚拟分层结构中的最底层节点；其中，c表示真实主机节点簇的个数，C₀表示第一个真实主机节点簇，cpm₁表示分配到第一个真实主机节点簇的第一台主机，cpm₂表示分配到第一个真实主机节点簇的第二台主机，cpm_z表示分配到第一个真实主机节点簇的第z台主机，C₁表示第二个真实主机节点簇；cpm_z+1表示分配到第二个真实主机节点簇的第z+1台主机，cpm_z+2表示分配到第二个真实主机节点簇的第z+2台主机，cpm_2z表示分配到第二个真实主机节点簇的第2*z台主机；

5.2虚拟叶子节点扇区以及虚拟分层结构深度确定：选择虚拟分层结构中每个子节点扇区的叶子数f，根据子节点扇区的叶子数f以及真实主机节点簇的个数c，得到虚拟分层结构的深度H：

f^H≥c

其中H是最小正整数，使得上述公式成立；

5.3各虚拟叶子节点扇区编号：采用自然编号对每个扇区分别统一编号；

5.4对于某一虚拟机vm_i，对于任意一个虚拟节点s，都有一个对应的权重，在虚拟分层结构的每一层虚拟叶子节点扇区，通过Rendezvous哈希算法计算各虚拟节点权重，选择得分最高的节点继续向下分层，直到选择至最底层的真实主机节点簇C_l；

5.5当虚拟机vm_i选中真实主机节点簇C_l后，在进行真实节点选择时，假设对于任意在真实节点簇C_l中的主机节点cpm_lz+j，都有一个对应的权重W_i(lz+j)＝H(vm_i,cpm_lz+j)*Tag_i(lz+j)，若Tag_i(lz+j)为false，则为0,若为true默认为1；其中：

其中E_i+lz为T时间段内主机cpm_lz+j的能耗，E_old是指相同T时间段内，未分配新虚拟机时，真实主机节点簇C_l的能耗，γ、δ表示权重，U_lz+j是主机cpm_lz+j的资源利用率；

因此，虚拟机vm_i最终会选择使权重W_i(lz+j)最高的主机节点完成分配。