[发明专利]一种基于DCN的虚拟流媒体集群协同迁移方法

摘要

本发明为一种基于DCN的虚拟流媒体集群协同迁移方法，首先，构建虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图；根据虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图进行面向物理机的小集群拓扑划分和面向分区的大集群拓扑划分；根据虚拟流媒体服务器所在位置和2个层次的拓扑划分结果，分别指派面向分区的大集群与分区的对应关系和面向物理机的小集群与物理机的对应关系；最后，通过虚拟流媒体集群协同迁移方法，把所有待迁移的虚拟机迁移到目的物理机上。

主权项

1.一种基于DCN的虚拟流媒体集群协同迁移方法，其特征在于，包括如下步骤：首先，构建虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图，表示为Gvm＝(V,E)，其中V＝{Vm1,Vm2......Vmn}，即每一个虚拟机为流量通信拓扑图中的一个点，n为虚拟机个数，E为边集，代表虚拟机间是否存在通信；若虚拟机i与虚拟机j之间存在通信，则Eij＝1，否则Eij＝0；边权值Wij为虚拟机i与虚拟机j之间的通信大小；虚拟机i表示为Vmi＝(c,b)，其中c表示虚拟机i所需的CPU资源，b表示虚拟机i所需的带宽资源；然后，根据虚拟流媒体服务器之间的流量通信拓扑图进行面向物理机的小集群拓扑划分和面向分区的大集群拓扑划分；其中，所述面向物理机的小集群拓扑划分具体步骤如下：Step1：初始化每个虚拟机为一个面向物理机的小集群；初始化的小集群网络拓扑表示为：Gsc＝(Vsc,E)，其中点为一个虚拟机构成的小集群，即每一个虚拟机首先初始化为一个小集群作为图中的一个点，表示为Vsci＝(c,b,d)，此时c同时又表示小集群所需CPU资源，b同时又表示小集群所需带宽资源，d表示小集群内部所有边权值之和，虚拟机i初始化为小集群i，作为图中的点i，虚拟机j初始化为小集群j，作为图中的点j，若小集群i和小集群j之间存在一条边e，则权值表示为wij＝Evscij+Evscji即小集群之间流量大小之和，若小集群i和小集群j之间不存在边，则wij＝0，wij表示连接点i与点j的边的权值；Step2：计算边增益，边增益与边权值的平方成正比、与边权值占所连接点的所有边权值之和的百分比成正比、边连接点的资源和成反比，计算公式为：M＝max{(Vsci(c)+Vscj(c))/C,(Vsci(b)+Vscj(b))/B}C表示物理机的内存；B表示物理机的带宽；M表示点i和点j合并后占用物理机资源的百分比，若两个小集群合并后物理机资源不满足其总共的资源需求，则△Q为最小值0，eij和ai的计算公式为：式中eij表示连接点i和点j的边权值加上点i和点j内部边权值之和，ai表示点i所有边的权值之和；Step3：如果存在边增益大于0，则合并边增益最大的边连接的2个点为一个面向物理机的小集群；Step4：重复Step2，直到所有边增益都不大于0；Step5：合并剩余的孤立节点为一个面向物理机的小集群；所述面向分区的大集群拓扑划分的具体步骤如下：Step1：初始化面向物理机的小集群为一个面向分区的大集群；把Gvm＝(V,E)划分为面向物理机的小集群后得到的Gsc＝(Vsc,E)，Vsci表示小集群i，Wscij表示小集群i和小集群j之间的边的权值，Vpci＝(h,d)表示大集群i，Vpci(h)表示大集群i内包含的小集群的个数，Vpci(d)表示大集群i内部边权值即包含的小集群之间的边权值，Wpcij表示大集群i和大集群j之间的权值，N表示一个分区内含有的物理机的个数；Step2：计算边增益，边增益与边权值的平方成正比、与边权值占所连接点的所有边权值之和的百分比成正比、边连接点的资源和成反比，计算公式为：M＝(Vpci(h)+Vscj(h))/Neij和ai满足：式中eij表示连接点i和点j的边权值加上点i和点j内部边权值之和； ai表示点i所有边的权值之和，Wpcij表示连接点i与点j的边的权值；N表示分区内物理机的个数；M表示点i和点j合并后占用分区内物理机个数百分比； 若两个大集群合并后物理机个数大于分区内物理机个数，则△Q为最小值0；Step3：如果存在边增益大于0，则合并边增益最大的边连接的2个小集群为一个面向分区的大集群；Step4：重复Step2，直到所有边增益都不大于0；Step5：合并剩余的孤立的小集群为一个面向分区的大集群；接着，根据虚拟流媒体服务器所在位置和2个层次的拓扑划分结果，指派面向分区的大集群与分区的对应关系和指派面向物理机的小集群与物理机的对应关系；最后，通过虚拟流媒体集群协同迁移方法，把所有待迁移的虚拟机迁移到目的物理机上，具体步骤如下：Step1：判断待迁移虚拟机的目的主机资源是否满足，将待迁移虚拟机分为可迁移队列和等待迁移队列；Step2：计算可迁移队列中的虚拟机迁移带来的网络增益，按其迁移带来的网络增益降序排列，虚拟机迁移增益为虚拟机迁移之后所减少的DCN的内部流量大小；Step3：若可迁移队列为空，转至Step6；否则，从可迁移队列中的按顺序取虚拟机，计算虚拟机的迁移路径，迁移路径带宽表示为B；Step4：若迁移路径带宽B大于1.5倍的虚拟机内存脏页产生率，则不满足迁移条件，转至Step3；否则，启动其迁移任务；Step5：虚拟机完成迁移，更新与之相连的虚拟机的迁移增益、更新源物理主机的可用资源、更新可迁移队列和等待资源队列、更新DCN网络拓扑矩阵可用带宽；转至Step3；Step6：更新目的物理主机可以资源，更新可迁移和等待迁移队列，更新DCN网络拓扑矩阵可用带宽；转至Step3；Step7：判断等待迁移队列是否为空，若为空，则算法结束；否则，将待迁出虚拟机个数最小的物理机上的虚拟机迁移到空闲物理机。