本发明专利技术提出了一种基于延时策略的能耗及负载敏感的虚拟机整合方法，该方法包括：设置轻载阈值、过载阈值和标志阈值；周期性预测服务器的负载；选择重新运行迁移虚拟机的服务器。在该方法中，依据一个特殊的负载阈值，将迁移操作标记为紧急和非紧急。如果一个迁移操作被标记为紧急，它应该立即执行。反之，如果被标记为非紧急，它将被推迟执行。如此，通过一小段的时间延迟，由预测模型的误差引起的迁移警报会随着时间的推移而消失，相应的迁移操作不会被执行，从而避免了额外的能源消耗和给系统性能带来的不利影响。此外，在选择服务器运行迁移的虚拟机时，引入了负载检测机制，避免一个服务器因运行迁入的虚拟机而负载过重，进而引起新的虚拟机迁移操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种虚拟机整合方法，具体地，涉及一种基于延时策略的能耗及负载敏感的虚拟机整合方法，属于虚拟机迁移
技术介绍
在数据中心的规模随着计算技术和大数据技术的快速发展持续扩张的同时数据中心的能耗也在飞速增长。以拥有一百万个服务器的数据中心为例，仅服务器的能源消耗就占了整个数据中心运维费用的50％，虽然这些服务器大部分时间仅以10％～50％的峰值计算能力在工作。即便一台服务器处于空转状态，它也会消耗相当于全负荷工作时70％的用电量。虚拟机迁移技术已经在数据中心节能方面获得应用。在该技术中，首先将轻载服务器上的虚拟机全部移出使轻载服务器处于空转状态，接着将这些空转的服务器切换到低能耗模式(比如休眠模式)，从而降低空转服务器的能源消耗，并最终降低整个数据中心的能耗。为了保证数据中心的服务质量，利用预测模型周期性对服务器的负载进行监测，一旦发现节点过载，立即从这些服务器上迁移出一些虚拟机，使得这些服务器的负载能保持在正常范围之内，从而避免服务等级协议违例。为了保证数据中心的服务质量，负载检测操作会周期性的在每个服务器上执行。一旦一个服务器被检测为过载，这台服务器上的若干个虚拟机将被迁移出去。常用的检测方法通过一些模型预测服务器的负载，比如基于阈值的方法和回归的方法。然而，由于预测方法普遍存在误差，不可避免的某些服务器会被错误的检测为过载，从而导致这些服务器上的一些虚拟机被不必要的迁移，而这些迁移将会引起额外的能耗，并给系统性带来不利影响。在虚拟机迁移过程中，确定了要迁移的虚拟机之后，就要选择重新运行这些虚拟机的服务器。为降低迁移引起的能耗，有学者提出了一种能耗感知的最佳适应方法-为每个虚拟机选择一个能耗增长最少的服务器重新运行它。很明显，这个方法能以最低的能耗增长迁移每个虚拟机。但是，由于忽略了潜在的负载增长，这个方法可能导致一个服务器在启动一个虚拟机后不久也变得过载，从而需要执行新的虚拟机迁移操作来缓解这台服务器的负载压力，这也会带来额外的能耗开销。
技术实现思路
为避免这些不必执行的迁移操作，本专利技术提出了一种基于延时策略的能耗及负载敏感的虚拟机整合方法，具体步骤如下：步骤一、设置轻载阈值、过载阈值和标志阈值；步骤二、周期性预测服务器的负载，如果预测负载达到或超过过载阈值，则标记该服务器为过载服务器，并进行迁移判定；步骤三、上述进行迁移判定时，按照如下规则进行：1)如果过载服务器的当前负载不超过标志阈值，则认为该服务器被误判为过载，将其上的虚拟机迁移标记为“非紧急”；并在下一个预测周期到来之前，禁止在该服务器上创建虚拟机；2)如果过载服务器的当前负载达到或超过标志阈值，则认为该服务器会过载，将该服务器上的迁移操作标记为“紧急”，并从该服务器上选择若干虚拟机迁移；步骤四、选择重新运行迁移虚拟机的服务器：1)确定重新运行迁移虚拟机的服务器：其中共有n个服务器,m个待迁移的虚拟机,m、n均为大于等于1的自然数；a)如果第i个虚拟机的当前负载和第j个服务器的当前负载之和小于标志阈值，则将第j个服务器作为运行该虚拟机的一个候选服务器，其中i，j均为自然数，且1≤i≤m，1≤j≤n，；b)如果第i个虚拟机的当前负载和第j服务器的当前负载之和达到或超过标志阈值，则不确定第j个服务器在运行第i个虚拟机的过程中是否过载，在将第j个服务器列为候选服务器之前，需要做进一步的负载检测；负载检测时，如果第j个服务器的当前负载和第i个虚拟机的预测负载之和小于过载的判定阈值，则将第j个服务器作为运行第i个待迁移虚拟机的候选服务器；否则，将第j个服务器从候选服务器中排除；2)对于每一个候选服务器，计算迁移一个虚拟机到该服务器所引起的能耗；从中选择能耗最低的服务器，重新运行待迁移虚拟机。更具体地，迁移判定采用进行，其中x表示服务器的当前负载，y表示预测负载，Theavy为过载的判定阈值，Tflag为不必要迁移的判定阈值，f(x,y)只在第k个服务器sk的预测负载大于等于Theavy的情况下求解，其中k≠j，k为自然数，且1≤k≤n；如果sk的实际负载不小于Tflag，函数的值将大于小于1；反之，值为0；若不从sk迁移出任何虚拟机，同时也禁止新的虚拟机在sk上执行；若从sk上迁移出若干虚拟机。更具体地，选择重新运行迁移虚拟机的服务器时，若第j个服务器sj满足则将sj作为重新运行第i个虚拟机vi的一个候选服务器；否则，在将sj确定为执行vi的一个候选服务器之前，进行负载检测。更具体地，进行负载检测时，若sj与vi满足将sj作为运行vi的一个候选服务器；否则，将sj从运行vi的候选服务器中排除。在该方法中，依据一个特殊的负载阈值，将迁移操作标记为紧急和非紧急。如果一个迁移操作被标记为紧急，它应该立即执行。反之，如果被标记为非紧急，它将被推迟执行。如此，通过一小段的时间延迟，由预测模型的误差引起的迁移警报会随着时间的推移而消失，相应的迁移操作不会被执行，从而避免了额外的能源消耗和给系统性能带来的不利影响。此外，在选择服务器运行迁移的虚拟机时，引入了负载检测机制，避免一个服务器因运行迁入的虚拟机而负载过重，进而引起新的虚拟机迁移操作。具体实施方式如果一个服务器过载，就很难按它承诺的质量提供服务。为保证服务质量，必须将某些虚拟机从这台服务器上迁移出去。设置了一个过载阈值Theavy，根据这一阈值周期性检查一个服务器是否过载。如果一台服务器的负载达到或者是超过了Theavy，则这台服务器过载。为避免服务等级违例，在预测一个服务器过载之后，就应当尽快从这台服务器上迁出若干个虚拟机。但是，由于预测误差的存在，迁移了一些本不必迁移的虚拟机。为避免这些不必要的迁移操作，本专利技术引入了标志阈值Tflag。通过和标志阈值比较，将此类迁移操作过滤掉，只保留不得不执行的迁移操作。本专利技术工作的一个要点是从所有预测为过载的服务器中找到被错误预测的那些服器。为了便于查找，本专利技术设计了两条迁移规则。这两条规则决定了当一个服务器被预测为过载后应该采用的措施。迁移判定规则为进行，其中x表示服务器的当前负载，y表示预测负载，Theavy为过载的判定阈值，Tflag为不必要迁移的判定阈值，f(x,y)只在第k个服务器sk的预测负载大于等于Theavy的情况下求解，其中k≠j，k为自然数，且1≤k≤n；如果sk的实际负载不小于Tflag，函数的值将大于小于1；反之，值为0；若不从sk迁移出任何虚拟机，同时也禁止新的虚拟机在sk上执行；若从sk上迁移出若干虚拟机。尽管sk被预测为过载，但是不会从该服务器迁移出任何虚拟机。假设小于Tflag,，意味着sk过载的预测结果很有可能是受预测模型误差的影响。也就是说，sk可能是被错误预测为过载的，从sk迁移出虚拟机可能是不必要的。这些迁移操作应该被标记为“非紧急”，并推迟执行。同时，为避免sk上的负载不受外部因素的影响，应禁止在该服务器上创建或重新执行其它虚拟机。如果sk确实是被错误预测为过载的，在一段时间的延迟之后，它的负载仍将保持在正常水平，原本要迁出的虚拟机也不必迁出，从而避免了本不必执行的迁移操作。如果sk上的迁移操作被标记为“非紧急”，而sk的负载又像预测的那样增长，sk也不会很快就过载因为满足这样的服务器会被迁移规则本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于延时策略的能耗及负载敏感的虚拟机整合方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、设置轻载阈值、过载阈值和标志阈值；步骤二、周期性预测服务器的负载，如果预测负载达到或超过过载阈值，则标记该服务器为过载服务器，并进行迁移判定；步骤三、上述进行迁移判定时，按照如下规则进行：1)如果过载服务器的当前负载不超过标志阈值，则认为该服务器被误判为过载，将其上的虚拟机迁移标记为“非紧急”；并在下一个预测周期到来之前，禁止在该服务器上创建虚拟机；2)如果过载服务器的当前负载达到或超过标志阈值，则认为该服务器会过载，并将该服务器上的迁移操作标记为“紧急”，并从该服务器上选择若干虚拟机迁移；步骤四、选择重新运行迁移虚拟机的服务器：1)确定重新运行迁移虚拟机的服务器：其中共有n个服务器,m个待迁移的虚拟机,m、n均为大于等于1的自然数；a)如果第i个虚拟机vi的当前负载和第j个服务器sj的当前负载之和小于标志阈值，则将sj作为运行该虚拟机的一个候选服务器，其中i，j均为自然数，且1≤i≤m，1≤j≤n，；b)如果vi的当前负载和sj的当前负载之和达到或超过标志阈值，则不确定sj在运行vi的过程中是否过载，在将sj列为候选服务器之前，需要做进一步的负载检测；负载检测时，如果sj的当前负载和vi的预测负载之和小于过载的判定阈值，则将sj作为运行vi的候选服务器；否则，将sj从候选服务器中排除；2)对于每一个候选服务器，计算迁移一个虚拟机到该服务器所引起的能耗；从中选择能耗最低的服务器，重新运行待迁移虚拟机。...
【技术特征摘要】
1.一种基于延时策略的能耗及负载敏感的虚拟机整合方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、设置轻载阈值、过载阈值和标志阈值；步骤二、周期性预测服务器的负载，如果预测负载达到或超过过载阈值，则标记该服务器为过载服务器，并进行迁移判定；步骤三、上述进行迁移判定时，按照如下规则进行：1)如果过载服务器的当前负载不超过标志阈值，则认为该服务器被误判为过载，将其上的虚拟机迁移标记为“非紧急”；并在下一个预测周期到来之前，禁止在该服务器上创建虚拟机；2)如果过载服务器的当前负载达到或超过标志阈值，则认为该服务器会过载，并将该服务器上的迁移操作标记为“紧急”，并从该服务器上选择若干虚拟机迁移；步骤四、选择重新运行迁移虚拟机的服务器：1)确定重新运行迁移虚拟机的服务器：其中共有n个服务器,m个待迁移的虚拟机,m、n均为大于等于1的自然数；a)如果第i个虚拟机vi的当前负载和第j个服务器sj的当前负载之和小于标志阈值，则将sj作为运行该虚拟机的一个候选服务器，其中i，j均为自然数，且1≤i≤m，1≤j≤n，；b)如果vi的当前负载和sj的当前负载之和达到或超过标志阈值，则不确定sj在运行vi的过程中是否过载，在将sj列为候选服务器之前，需要做进一步的负载检测；负载检测时，如果sj的当前负载和vi的预测负载之和小于过载的判定阈值，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张霄宏，贾宗璞，鲍亚雷，侯海杰，王盼盼，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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