[发明专利]一种容器化数据中心下基于流量感知的容器放置方法

说明书

本发明公开了一种容器化数据中心下基于流量感知的容器放置方法，该发明针对在容器化云环境的实践中，解决由于不恰当的容器放置策略导致用户访问服务时的延迟增大，严重降低服务质量的技术问题。该方法利用微服务架构中容器流量的规律特征，通过流量细化组件将同属于一个应用中频繁交流的容器按照其流量关联性放置到不同的逻辑模块中，再将同属一个应用的不同逻辑模块放置到不同的物理服务器中。同时，不同资源敏感类型的逻辑模块被整合到同一个物理服务器中。该方法通过以上步骤，降低了频繁交流的容器之间的流量开销，同时也提高了数据中心的负载均衡程度。

技术领域

本发明涉及云数据中心容器放置技术领域，具体涉及一种容器化数据中心下基于流量感知的容器放置方法。

背景技术

容器技术是一种类似于沙盒机制的运行环境隔离技术，用户可以在容器中创建运行操作系统，实现操作系统级的虚拟化。同传统的虚拟机相比，容器技术通过共享内核资源的方式，实现轻量级的应用运行隔离。由于其相对于虚拟机的各种优越性，许多云服务提供商都对数据中心做了容器化改造，并利用微服务架构提高数据中心内部处理高并发请求时的性能。

在容器化数据中心内部，微服务架构常用于将某个应用分解成若干个微服务，各微服务之间按照一定的依赖关系运行，以提高并发环境下的性能。在微服务架构中，同属于一个应用的容器需要进行不同程度的网络交流来进行任务交付。例如搜索引擎等实时性应用程序常会将一个用户的查找请求分发至成百上千个容器中进行高并发操作。

据统计，数据中心内部流量占据了数据中心总带宽用量的70％，其中跨机架流量占比约40％-90％。随着微服务架构在容器化数据中心的普遍部署，企业主要从减少流量开销和负载均衡两个角度部署容器。一方面，将交流密切的容器放置到就近的位置能够最大程度减少容器间的流量开销，但单点失效会使得服务不可用；另一方面，将容器部署到不同的物理服务器能够对负载均衡起到较大的优化作用，但会增加容器间的交流开销。因此，对于容器放置策略中平衡流量开销的减少和负载均衡的工作就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种容器化数据中心下基于流量感知的容器放置方法，在容器请求到达数据中心时通过放置容器，在降低数据中心容器流量代价的同时提高负载均衡程度。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种容器化数据中心下基于流量感知的容器放置方法，数据中心接收容器请求后分别经由初始化模块、流量细化模块得到容器的放置策略，最后由放置模块处理容器的放置操作，该容器放置方法包括以下步骤：

S1、当初始化模块接收到容器请求后，根据容器之间的流量交流情况，以单个应用为单位创建流量矩阵，并根据该流量矩阵进一步生成容器用量图，用于判断容器之间的流量关联度以及容器对计算资源的请求量；

S2、流量细化模块根据容器用量图整合容器，将同属于一个应用的容器按照流量关联度划分为三个等级，将其存储到不同的逻辑模块中，在不同的逻辑模块中根据其内部容器对资源的敏感类型贴上对应的标签；

S3、判断逻辑模块的资源敏感类型，混合不同资源敏感类型的逻辑模块放置至虚拟机中，并将同属一个应用中三个不同等级的逻辑模块分开存放到不同的物理服务器中。

进一步地，所述的步骤S1中，初始化模块接收到容器请求，初始化模块收集信息生成容器用量图的过程如下：

S11、解析容器请求元数据，从资源请求字段中提取容器请求的CPU、内存、网络带宽大小；

S12、以一个容器实例为节点，其节点权重表示该容器对计算资源的请求量；将有交流的容器节点以边连接，两节点间的边权表示容器之间的网络交流量。

进一步地，所述的步骤S2过程如下：