云计算环境下的群组虚拟机调度策略制造技术

本发明专利技术公开了一种云计算环境下的群组虚拟机调度策略，包括以下步骤：S1、建立虚拟机调度的可行决策空间；S2、最小化群组虚拟机所在网络的总流量，建立优化网络总流量的目标函数；S3、最小化网络中的最大链路利用率，建立优化最大链路利用率的目标函数；S4、建立总体目标函数，并结合蚁群算法与模拟退火算法对总体目标函数进行求解，得到函数的最优解以及虚拟机与物理机的映射关系。本发明专利技术在充分考虑资源约束的情况下，将控制网络总流量以及均衡网络链路上的流量分布定义为一个组合优化问题，并结合蚁群算法与模拟退火算法进行求解。本发明专利技术所提出的调度策略能够较好的优化群组虚拟机所在网络的性能，减小拥塞，有效提升用户的服务质量。

Group virtual machine scheduling strategy under cloud computing environment

The invention discloses a group of virtual machine scheduling strategy based on cloud computing environment, which comprises the following steps: the feasible decision space S1, the establishment of virtual machine scheduling; S2, the total flow minimization group virtual machine network, establishing the objective function optimization of total network traffic; S3, the small network in the maximum link utilization the rate of establishment, the optimization objective function maximum link utilization; S4, establish the overall objective function, and combining ant colony algorithm and simulated annealing algorithm on the overall objective function is solved by the optimal solutions and the virtual machine and the physical machine mapping. Under the consideration of resource constraints, the present invention defines the total traffic of the control network and the traffic distribution on the equilibrium network link as a combinatorial optimization problem, and combines the ant colony algorithm with the simulated annealing algorithm to solve it. The scheduling strategy proposed by this invention can better optimize the network performance of the group virtual machine, reduce the congestion and effectively improve the service quality of the user.

【技术实现步骤摘要】
云计算环境下的群组虚拟机调度策略
本专利技术属于云计算
，特别涉及一种云计算环境下的群组虚拟机调度策略。
技术介绍
在云计算环境下，主要是通过虚拟化技术对底层的物理资源进行分配、管理，以及调度，而虚拟机作为物理设备虚拟化后的主要载体，通过其与物理资源的不同映射，可对资源进行统一管理、动态调配，为用户提供透明的服务。群组虚拟机，即通过用户请求去选择的一组关联虚拟机，这里的关联主要指：虚拟机或虚拟机的组件间存在资源约束或依赖关系。群组虚拟机可以部署到同一台或多台物理机上，相关的映射关系关系到云计算环境下的系统性能，资源利用率，电能耗费等，有效的映射不仅能够为云计算提供商带来商业利益，还能改善应用性能，提高服务的质量。现有的虚拟机调度策略主要聚焦在服务器资源上，如CPU、内存等。这种基于服务器上的研究往往忽略了云计算环境下网络性能对系统的影响，网络延迟较大时，虚拟机单位时间内处理的任务量减少，服务质量下降。大型云计算环境中一般有成千上万台服务器，这些服务器通过交换机逐层连接，组成庞大的网络体系。以Tree型网络拓扑为例，Tree型网络拓扑结构如图1所示。连接在同一交换机上的服务器之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
云计算环境下的群组虚拟机调度策略，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据用户的服务请求，建立虚拟机调度的可行决策空间；S2、最小化群组虚拟机所在网络的总流量，建立优化网络总流量的目标函数；S3、最小化网络中的最大链路利用率，建立优化最大链路利用率的目标函数；S4、综合考虑S1和S2，建立总体目标函数，并结合蚁群算法与模拟退火算法对总体目标函数进行求解，得到函数的最优解以及虚拟机与物理机的映射关系，完成虚拟机的调度。

【技术特征摘要】
1.云计算环境下的群组虚拟机调度策略，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据用户的服务请求，建立虚拟机调度的可行决策空间；S2、最小化群组虚拟机所在网络的总流量，建立优化网络总流量的目标函数；S3、最小化网络中的最大链路利用率，建立优化最大链路利用率的目标函数；S4、综合考虑S1和S2，建立总体目标函数，并结合蚁群算法与模拟退火算法对总体目标函数进行求解，得到函数的最优解以及虚拟机与物理机的映射关系，完成虚拟机的调度。2.根据权利要求1所述的云计算环境下的群组虚拟机调度策略，其特征在于，所述步骤S1中建立虚拟机调度的可行决策空间的具体方法为：给定一个二进制变量表示虚拟机Vi被部署在物理机Pj上，则相反；Yi表示物理机Pi所处的状态，Yi＝1表示物理机Pi处于运行状态，Yi＝0表示物理机Pi处于关机状态；群组虚拟机的可行决策空间可表示为：式中，表示对于任意一个请求虚拟机必须被部署在相应的物理机上；表示物理机的资源约束，部署在同一台物理机上的所有虚拟机的资源需求不能超过物理机本身所能容纳的各类资源数量；Ri,x表示第i台虚拟机Vi上所分配的第x种资源的数量；Hj,x表示第j台物理机Pj上所能容纳的第x种资源的数量；x表示可用的资源的种类，最大值为d。3.根据权利要求1所述的云计算环境下的群组虚拟机调度策略，其特征在于，所述步骤S2中建立的优化网络总流量的目标函数为：其中，aij为给定虚拟机群组的网络流量矩阵A＝(aij)N×N中的元素，表示虚拟机Vi与虚拟机Vj之间的网络流量；Pi、Pj分别表示虚拟机Vi、Vj所部署的物理机；为矩阵中的元素，表示物理机Pi、Pj之间所经过的交换机或者路由器数目；为物理机Pi与Pj通信时的信息传播时延矩阵。4.根据权利要求3所述的云计算环境下的群组虚拟机调度策略，其特征在于，所述步骤S3中建立的链路利用率的函数为：其中，Cs,t表示链路(s,t)的容量，定义为链路可承受流量的最大带宽；表示虚拟机Vi、Vj相互通信经由链路(s,t)时分配到链路上的网络流量；最大化链路利用率的函数为：max(Lutilize)；得到的目标函数为：minmax(Lutilize)。5.根据权利要求4所述的云计算环境下的群组虚拟机调度策略，其特征在于，所述步骤S4建立的总体目标函数为：minf＝a·Wtraffic+Lutilize其中，a为自定义的常数。6.根据权利要求5所述的云计算环境下的群组虚拟机调度策略，其特征在于，所述步骤S4求解总体目标函数具体包括以下子步骤：S41、初始化参数，令迭代次数t＝1，随机生成一种虚拟机部署方案；S42、随机将所有蚂蚁分配到虚拟机上，所有蚂蚁独立工作，各自拥有一个描述其部署虚拟机情况的队列；蚂蚁按照转移概率将虚拟机分别部署到物理机上，将已经完成部署的虚拟机加入其禁忌表；转移概率的具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺丽荣，盛泳潘，
申请(专利权)人：成都启力慧源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51