[发明专利]一种基于虚拟机预部署的在线虚拟资源分配方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟机预部署的在线虚拟资源分配方法，属于云计算和数据中心资源管理领域；构建了一种基于虚拟机预部署的在线虚拟资源分配框架，该框架通过虚拟机预部署的方式实现了虚拟机部署离线优化和虚拟机部署在线决策的有机结合；其次，基于该框架设计在线虚拟资源分配流程，以实现快速的虚拟资源分配，同时通过优先使用预部署的虚拟机完成资源分配来提高资源分配后的数据中心物理资源利用率；既能通过虚拟机在线部署实现对虚拟机请求的快速响应，又能对虚拟机部署进行离线的资源优化，从而提高云数据中心物理资源利用率。

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟机预部署的在线虚拟资源分配方法，属于云计算和数据中心资源管理领域。

背景技术

在云环境下，数据中心的计算资源通常被虚拟成不同类型的虚拟机，并提供给用户执行具有不同资源需求的计算任务。不同类型的虚拟机具有不同的资源配置(如AmazonEC2所提供的“m3.large”类型虚拟机配置有2个CPU和7.5G内存容量)。用户可以根据其所需执行计算任务的具体资源需求提交资源分配请求以获取指定类型的虚拟机实例，进而实现计算任务在虚拟机实例中的执行。当用户提交资源分配请求时，相应类型的虚拟机实例需要被实际部署在物理机中并提供给用户以响应用户的资源分配请求，这一过程称之为虚拟资源分配。

在当前的云环境下，虚拟资源分配需要实现在线的虚拟机部署以快速响应用户提交的虚拟资源分配请求，确保虚拟机能被快速及时的部署并提供给用户，从而保证用户进行资源请求时的用户体验。除此之外，当前云数据中心面临着大规模的虚拟资源分配请求，通常需要同时部署成百上千的异构类型的虚拟机实例；因此，在进行虚拟资源分配时，大规模异构虚拟机分配请求所对应的虚拟机需要被合理的部署到物理机中，以提高物理机的资源利用率。

当前进行虚拟资源分配的相关技术通常分为在线方法和离线方法。相关技术中的在线方法虽然能够实现在线的虚拟机部署，但是这些方法由于无法基于离线信息对虚拟机部署进行优化，会导致资源分配后系统资源利用低的问题。另一部分关注于离线方法的资源分配技术通常只考虑了静态的虚拟机部署问题，其无法及时响应在线产生的虚拟机分配请求；此外这些方法通常将虚拟机部署问题建模成装箱问题进行求解，当面对大规模的异构虚拟机部署问题时，这种建模方式会导致问题复杂度过高，难以求解的问题。因此针对用户动态提交的虚拟资源分配请求，如何进行在线虚拟资源分配，在快速响应大规模异构虚拟机分配请求的同时，提高数据中心物理资源利用率，进而实现资源分配优化是本发明所要解决的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于虚拟机预部署的在线虚拟资源分配方法，通过虚拟机预部署的方式实现了虚拟机部署离线优化和虚拟机部署在线决策的有机结合，既能通过虚拟机在线部署实现对虚拟机请求的快速响应，又能对虚拟机部署进行离线的资源优化，从而提高云数据中心物理资源利用率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述分配方法首先，构建了一种基于虚拟机预部署的在线虚拟资源分配框架，该框架通过虚拟机预部署的方式实现了虚拟机部署离线优化和虚拟机部署在线决策的有机结合；其次，基于该框架设计在线虚拟资源分配流程，以实现快速的虚拟资源分配，同时通过优先使用预部署的虚拟机完成资源分配来提高资源分配后的数据中心物理资源利用率；然后，基于上述框架和流程，设计了一种基于排队论模型确定资源分配框架下最优虚拟机预部署规模的方法，通过合理的确定离线优化的规模来提高离线资源分配优化效果；最后，构建了离线优化中虚拟机预部署方案优化问题的数学模型，有效降低了虚拟机预部署优化问题在大规模环境下的求解复杂度，并对该问题进行求解，最终通过异构虚拟机在物理机中的合理部署以提高物理资源利用率；

具体包括以下步骤：

步骤1、构建基于虚拟机预部署的在线虚拟资源分配框架；

步骤2、基于步骤1所构建的框架设计在线虚拟资源分配流程；