[发明专利]一种适用于云数据中心的虚拟机放置方法

摘要

本发明公开了一种适用于云数据中心的虚拟机放置方法，在云数据中心批量置备虚拟机时，首先按可用计算资源量降序排列可用物理机，然后在满足资源约束的情况下，通过计算镜像文件之间的相似度挑选出所需传输数据块数最少的一组虚拟机来依次填充每台物理机，直到所有虚拟机被放置完成。本发明在减少批量置备虚拟机的网络流量的同时，还使用尽可能少的物理机来装载虚拟机，从而缩短置备时间、提高云数据中心物理计算资源的利用率。

主权项

1.一种适用于云数据中心的虚拟机放置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：输入待置备的虚拟机列表与云数据中心中可用的物理机列表；初始化每台可用的物理机的资源使用阈值为α；0＜α＜1；步骤二：将云数据中心中所有可用的物理机按可用计算能力降序排列，形成队列PQ＝{PM_1,PM_2,…,PM_r,…,PM_R}；其中PM_r表示队列PQ中排第r位的物理机；步骤三：将所有待置备的虚拟机按操作系统类型分为T类，记为V＝{V1,V2,…,Vt,…,VT}，其中Vt表示V中第t类的虚拟机集合；步骤四：判断V中所有分类的虚拟机集合是否都为空：如果是，则结束；否则选择队列PQ中排第一位的物理机PM_1，并计算V中每类虚拟机与PM_1上本地可用镜像数据之间的相似度s，然后将所有分类的虚拟机集合按s降序排列，构成队列VQ＝{VC_1,VC_2,...,VC_t,…,VC_T}，其中VC_t表示VQ中排第t位的虚拟机集合；步骤五：计算VQ中排第一位的虚拟机集合VC_1对PM_1的资源需求比β；判断β是否大于等于α，若是，则跳转步骤六；否则，判断VC_1在VQ中的排位是否已经被降序至末尾过，如果否，则将VC_1在VQ中的排位降至末尾并对新的VC_1重复步骤五，如果是，跳转步骤六；步骤六：从VC_1中迭代选取尽可能多的虚拟机放置于PM_1上；每放置一台虚拟机后，则将其从VC_1和对应的V中虚拟机分类中删除；若VC_1为空或PM_1无法放下VC_1中任何虚拟机，则从VQ中移除VC_1，VQ队列长度减1，并跳转步骤七；否则重复步骤六；步骤七：判断VQ是否为空，如果是，则将PM_1从PQ中删除，PQ队列长度减1，并跳转至步骤四；如果否，则重复步骤六；所述步骤四中，一类虚拟机与PM_1上本地可用镜像数据之间的相似度s计算公式如下：在上式中，D_i为该类虚拟机集合中的第i个虚拟机需要的镜像文件所包含的数据块集合，m为该类虚拟机集合中的虚拟机数量，C为PM_1上存储的可用的镜像文件数据块集合；指D₁，D₂，…，D_i，…，D_m的并集，符号“\”是差集运算符，|·|为求某个集合的势，即该集合内元素的个数；所述步骤六中，从VC_1中迭代选取尽可能多的虚拟机放置于PM_1上的过程具体如下：在第i轮迭代中，根据以下条件确定集合Qi：在上式中，U＝VC_1，Tⁱ是在第i轮迭代时已放入PM_1上的虚拟机集合，初始化表述在第i轮迭代中，虚拟机vm∈U\Tⁱ需要的镜像文件所包含的数据块集合中数据块的数目；记N_vw为属于集合U\Tⁱ的所有虚拟机中，需要的镜像文件所包含的数据块集合中数据块的数目最小值；Qⁱ表示属于集合U\Tⁱ的所有虚拟机中，需要的镜像文件所包含的数据块集合中数据块的数目为N_vw的虚拟机集合；随后，从Qi中随机选取一个虚拟机VMi，令Ti+1＝Ti∪{VMi}；若VMi需求的每一种物理资源的资源数量vrk对PM_1所能提供的对应物理资源数量prk都满足prk‑vrk≥0，则将VMi放置于PM_1上，并令prk＝prk‑vrk，然后进入下一轮迭代；否则终止迭代；在第i轮迭代结束时，将第i+1轮迭代中虚拟机vm∈U\Tⁱ⁺¹需要的镜像文件所包含的数据块集合变更为其中N(VMⁱ)代表i轮迭代中所选虚拟机VMⁱ需要的镜像文件所包含的数据块集合。