[发明专利]一种分布式云系统-云簇架构下的服务容器资源的分配方法与系统

权利要求书

1.一种分布式云系统-云簇架构下的服务容器资源的分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、本地微云系统收集其自身的资源情况、资源实际使用情况；云簇管理中心收集所有微云资源情况、实际资源使用情况；本地微云系统从云簇管理中心获取其相邻微云系统集的信息；

S2、本地微云系统根据终端用户提交的任务请求，估算完成任务需要构建的容器数量及相关的资源需求量；

S3、本地微云系统基于其本身运行的任务管理算法，决定一个终端用户的业务请求能否由本地微云系统服务；

S4、若本地微云系统有足够资源直接执行任务，则依据计算服务成本最低的策略创建虚拟机，并在新创建的虚拟机上创建容器为用户提供服务；

S5、若本地微云系统无法服务，则基于双染色体遗传算法计算生成服务成本最低的跨微云容器资源分配方案，将部分或者全部任务转载到其它相邻微云系统上执行；本地微云系统根据跨微云的容器资源分配方案，遵照跨微云服务请求流程请求相关邻居微云提供服务；相关邻居微云收到请求后，则确认请求并分配资源，创建虚拟机，并在新创建的虚拟机上创建容器为用户提供服务；

步骤S5中基于双染色体遗传算法计算生成服务成本最低的跨微云容器资源分配方案，包括以下步骤：

S51、本地微云系统获取自身系统固定预设规格的虚拟机类型数量t和对应的虚拟机规格，估算完成终端用户任务需要构建的容器的容器数量c和相关的资源需求量，使用最佳适应算法估算需要创建的虚拟机数量v，向云簇管理中心发送请求并获取邻居微云系统的数量m和对应的邻居微云的空闲资源信息；

S52、设置种群个数n、交叉概率Pc、变异的概率Pv、终止迭代次数Step和个体适应度的变化量Δ；其中，0＜Pc＜1，0＜Pv＜1，Step1，表示从n个不同元素中取出n个元素的排列数，Δ＞0；

S53、本地微云系统使用双染色体遗传算法对种群进行多次选择、交叉和变异；通过改变染色体中的序列，得到邻居微云系统中最优的虚拟机分配方案和容器分配方案，此即为服务成本最低的跨微云容器资源分配方案。

2.根据权利要求1所述的服务容器资源的分配方法，其特征在于，所述步骤S53具体包括以下步骤：

S531、随机产生范围在0～c-1内的c个数字编码，作为c个容器的索引，每个容器有唯一的数字编码；随机产生范围在0～t-1内的t个数字编码作为t种虚拟机类型的索引，该数字编码与t种类型的虚拟机的CPU资源、内存资源、硬盘存储资源、带宽资源相对应；

S532、设定个体，个体由两条独立的染色体构建，需要设定个体的数量为初始种群个数n；染色体1表示容器分配,由c个唯一的整数数值随机排列组成，每个数值代表需要创建的容器的索引；染色体2表示虚拟机分配，由v个随机整数数值组成，每个数值代表一种虚拟机的类型；每个个体的两条染色体的数字编码的排列顺序构成该个体的唯一编码；根据该唯一编码得出容器绑定在具体虚拟机及虚拟机绑定到具体邻居微云系统中的资源分配方案；设定算法的初始迭代次数为0；

S533、判定当前迭代次数是否等于终止迭代次数Step，若是则进入步骤S53A，否则进入步骤S534；

S534、根据两条染色体的序列将容器绑定到具体的虚拟机，将虚拟机绑定到具体的微云系统；在将容器绑定到具体的虚拟机时，容器按照循环首次适应算法绑定满足资源约束的虚拟机；当该虚拟机无法装载容器时，按顺序选择下一个能装载容器的虚拟机；虚拟机也遵循首次适应算法绑定到满足资源约束的微云系统，直到所有已经预分配了容器的虚拟机全部绑定到相应的微云系统；若无法将所有容器绑定到具体的虚拟机或者将所有已经预分配了容器的虚拟机绑定到相应的微云系统，则为该个体添加无法满足资源约束的标签；

S535、计算个体适应度，个体适应度是所有提供资源分配的邻居微云的服务成本；如果个体含有无法满足资源约束的标签，表明无法将所有容器绑定到具体的虚拟机或者将所有已经预分配了容器的虚拟机绑定到相应的微云系统，在此情况下，将运行成本设为无穷大；

S536、将种群的个体适应度按升序排列，用排前n的个体作为新的种群；若隔代个体最优个体的适应度变化量的绝对值低于Δ，进入步骤S53A；否则进入S537；

S537、交叉：代表容器绑定到具体虚拟机的染色体1使用基于位置的交叉算法进行交叉，代表虚拟机绑定到具体微云系统的染色体2使用单点交叉算法进行交叉；

S538、变异：包括代表容器绑定到具体虚拟机的染色体变异和代表虚拟机绑定到具体微云系统的染色体变异，代表容器绑定到具体虚拟机的染色体变异过程为：算法随机地选取代表容器绑定到具体虚拟机的染色体中的一条染色体，交换其整数序列中的两个整数数值；代表虚拟机绑定到具体微云系统的染色体变异过程为：算法遍历个体中代表虚拟机绑定到微云系统的染色体的整数序列，对每个序列，按变异概率Pv改变序列中一个或多个整数值；

S539、将迭代次数加1并返回步骤S533；

S53A、将种群的个体适应度按升序排列后，选择第一个个体作为最优个体；最优个体包含容器绑定在具体虚拟机及虚拟机绑定到微云系统的资源分配方案。