一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法技术

本发明专利技术涉及一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法，较目前主流的虚拟机迁移方法而言，在小容量的服务器过载时，采用最小迁移时间的虚拟机选择算法，对服务性能影响较小，使因虚拟机迁移和服务器过载而产生的服务性能的损失维持在较低的水平；在大容量的服务器过载时，采用最少虚拟机迁移算法选择待迁移的虚拟机，较快的解除服务器过载问题，减少虚拟机迁移次数，能够有效提高虚拟机的迁移效率。

【技术实现步骤摘要】
一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法
本专利技术涉及一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法，属于分布式计算和云计算

技术介绍
21世纪初，互联网发展迅速，计算机技术在各个行业广泛使用。随着互联网的迅猛发展，信息量也快速增加，网站等业务系统所需要处理的业务量快速增长。为了快速处理大幅增加的信息量，使信息得到及时的反馈，并使用信息为自身服务，云计算应运而生。云计算是由分布式计算、并行处理、网格计算发展来的，是一种新兴的计算模型。云计算的计算能力强大，应用范围广泛，它不仅提供传统意义的IT资源和应用服务，而且将支持包括IT、通信、电视、移动和物联网等一切互联网技术融合后的资源使用和业务应用。云计算发展的关键技术主要有统一交换构架、统一虚拟化和统一计算系统。云计算模式具有许多优点：超大规模，虚拟化，通用型，廉价等。但是云计算也存在一些不足，现有的网络带宽、存储数据的可靠性和安全性，是目前限制云计算技术进一步发展的关键因素。随着云计算的发展，数据中心建立在各个位置，在云计算数据中心进行数据分析变成了一个重要工作。分析内容包括查询用户日志来选择广告投放策略，查询网络日志探测Dos攻击，查询系统日志建立错误预测模型等等。为了使物理机的资源得到充分利用，同时，减少物理机的能源消耗，虚拟机的迁移显得尤为重要。虚拟机迁移主要有以下三种作用：第一，减少物理服务器宕机带来的影响；第二，对数据中心进行节能整合；第三，实现数据中心的负载平衡，在监测到服务器可能发生故障或者在即将对进行服务器进行关闭时，可以通过虚拟机迁移，虚拟机迁移至运行状态正常或者不需要关闭的服务器上。从而避免因服务器宕机或关闭带来的影响；通过使用虚拟机迁移技术，可以将大量分布在不同物理服务器上的虚拟机整合到少量的物理服务器上，提高服务器的利用率，而通过将不必要的服务器关闭或者休眠，可以实现数据中心的节能，在虚拟机迁移时，对待迁移的虚拟机选择算法不同，虚拟机的选择应尽量满足三个目的：已过载服务器状态能否快速解除，迁移产生的代价，虚拟机重新分配对集群总能耗的影响。目前常见的虚拟机选择算法有：随机选择算法，最小利用率算法，最大相关性算法，最小迁移时间算法等等。这些算法，要么使迁移次数较高，产生较大的能源消耗，要么对服务的性能带来较大的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法，在减少数据中心虚拟机迁移次数、时间的同时，能够有效降低虚拟机迁移时产生的能源消耗，提高虚拟机迁移效率。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法，包括如下步骤：步骤A.分别获得各台物理主机的资源利用率，并针对资源利用率大于预设资源利用率上限的物理主机，构建过载物理主机集合；针对资源利用率小于预设资源利用率下限的物理主机，构建低载物理主机集合；其余物理主机，构建待加载物理主机集合，然后进入步骤B；步骤B.分别获得过载物理主机集合中各台物理主机的资源容量，并针对过载物理主机集合，将其中资源容量大于或等于预设资源容量阈值的物理主机，构建第一过载物理主机集合；其余物理主机，构建第二过载物理主机集合，然后进入步骤C；步骤C.针对第一过载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，采用最少虚拟机迁移算法，选择待迁移虚拟机；同时，针对第二过载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，采用最小迁移时间算法，选择待迁移虚拟机；然后，由第一过载物理主机集合、第二过载物理主机集合所选择的待迁移虚拟机，构建待迁移虚拟机集合，并进入步骤D；步骤D.将低载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，全部加入待迁移虚拟机集合中，更新待迁移虚拟机集合，然后进入步骤E；步骤E.针对待加载物理主机集合中的各台物理主机，按其资源利用率升序进行排序，更新待加载物理主机集合，接着针对待加载物理主机集合中的物理主机，根据预设资源利用率上限，以及预设预留资源利用率，计算获得物理主机资源利用率稳定值，然后进入步骤F；步骤F.针对待迁移虚拟机集合中的各台虚拟机，每次任意选取一台虚拟机迁移至待加载物理主机集合中按资源利用率升序排序第一位的物理主机上，在待迁移虚拟机集合中删除该台虚拟机，并计算该物理主机的资源利用率，直到该物理主机资源利用率达到物理主机资源利用率稳定值，则将该物理主机移出待迁移虚拟机集合；如此操作若待迁移虚拟机集合中不存在虚拟机或待加载物理主机集合中不存在物理主机时，则虚拟机迁移方法结束。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤B中，按如下公式获得：C＝wc*cpu+wm*memo+wb*bandwidth获得物理主机的资源容量C，其中，wc表示该物理主机对应数据中心资源重要性的CPU权重，wm表示该物理主机对应数据中心资源重要性的内存权重，wb表示该物理主机对应数据中心资源重要性的带宽权重，cpu表示物理主机的主机CPU资源容量，memo表示主机内存资源容量，bandwidth表示主机带宽资源容量。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤C中，针对第一过载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，采用最少虚拟机迁移算法，选择待迁移虚拟机，包括如下步骤：步骤C1-1.初始化i＝1，j＝1，并进入步骤C1-2；步骤C1-2.选择第一过载物理主机集合中第i台物理主机，分别获得第i台物理主机上各台虚拟机的资源使用量，并针对各台虚拟机进行降序排序，然后进入步骤C1-3；步骤C1-3.针对第一过载物理主机集合中的第i台物理主机，将其上第j台虚拟机由其物理主机上移除，并将该第j台虚拟机加入至待迁移虚拟机集合中，然后进入步骤C1-4；步骤C1-4.计算获得第一过载物理主机集合中第i台物理主机的资源利用率，并判断该资源利用率是否大于预设资源利用率上限，是则针对j的值进行加1更新，并返回步骤C1-3；否则将第i台物理主机由第一过载物理主机集合中移除，并进入步骤C1-5；步骤C1-5.判断第一过载物理主机集合是否为空，是则针对第一过载物理主机集合的待迁移虚拟机选择方法结束；否则针对i的值进行加1更新，并返回步骤C1-2。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述物理主机的资源利用率，按如下过程获得：首先，获得物理主机的主机CPU资源容量cpu、主机内存资源容量memo和主机带宽资源容量bandwidth；然后，分别获得该物理主机上各台虚拟机的虚拟机CPU资源容量cpun、虚拟机内存资源容量memon和虚拟机带宽资源容量bandwidthn；最后，根据如下公式：获得该物理主机的资源利用率hUtil，其中，n＝{1，…，N}，N表示该物理主机上虚拟机的数量，wc表示该物理主机对应数据中心资源重要性的CPU权重，wm表示该物理主机对应数据中心资源重要性的内存权重，wb表示该物理主机对应数据中心资源重要性的带宽权重。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤E中，根据预设资源利用率上限Tup，以及预设预留资源利用率r，按如下公式：s＝Tup-r计算获得物理主机资源利用率稳定值s。本专利技术所述一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法的应用系统，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术所设计面向云计算的虚拟机节能迁移方法，较目前主流的虚拟机迁移方法而言，在小容量的服务器过载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.分别获得各台物理主机的资源利用率，并针对资源利用率大于预设资源利用率上限的物理主机，构建过载物理主机集合；针对资源利用率小于预设资源利用率下限的物理主机，构建低载物理主机集合；其余物理主机，构建待加载物理主机集合，然后进入步骤B；步骤B.分别获得过载物理主机集合中各台物理主机的资源容量，并针对过载物理主机集合，将其中资源容量大于或等于预设资源容量阈值的物理主机，构建第一过载物理主机集合；其余物理主机，构建第二过载物理主机集合，然后进入步骤C；步骤C.针对第一过载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，采用最少虚拟机迁移算法，选择待迁移虚拟机；同时，针对第二过载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，采用最小迁移时间算法，选择待迁移虚拟机；然后，由第一过载物理主机集合、第二过载物理主机集合所选择的待迁移虚拟机，构建待迁移虚拟机集合，并进入步骤D；步骤D.将低载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，全部加入待迁移虚拟机集合中，更新待迁移虚拟机集合，然后进入步骤E；步骤E.针对待加载物理主机集合中的各台物理主机，按其资源利用率升序进行排序，更新待加载物理主机集合，接着针对待加载物理主机集合中的物理主机，根据预设资源利用率上限，以及预设预留资源利用率，计算获得物理主机资源利用率稳定值，然后进入步骤F；步骤F.针对待迁移虚拟机集合中的各台虚拟机，每次任意选取一台虚拟机迁移至待加载物理主机集合中按资源利用率升序排序第一位的物理主机上，在待迁移虚拟机集合中删除该台虚拟机，并计算该物理主机的资源利用率，直到该物理主机资源利用率达到物理主机资源利用率稳定值，则将该物理主机移出待迁移虚拟机集合；如此操作若待迁移虚拟机集合中不存在虚拟机或待加载物理主机集合中不存在物理主机时，则虚拟机迁移方法结束。...

【技术特征摘要】
1.一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.分别获得各台物理主机的资源利用率，并针对资源利用率大于预设资源利用率上限的物理主机，构建过载物理主机集合；针对资源利用率小于预设资源利用率下限的物理主机，构建低载物理主机集合；其余物理主机，构建待加载物理主机集合，然后进入步骤B；步骤B.分别获得过载物理主机集合中各台物理主机的资源容量，并针对过载物理主机集合，将其中资源容量大于或等于预设资源容量阈值的物理主机，构建第一过载物理主机集合；其余物理主机，构建第二过载物理主机集合，然后进入步骤C；步骤C.针对第一过载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，采用最少虚拟机迁移算法，选择待迁移虚拟机；同时，针对第二过载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，采用最小迁移时间算法，选择待迁移虚拟机；然后，由第一过载物理主机集合、第二过载物理主机集合所选择的待迁移虚拟机，构建待迁移虚拟机集合，并进入步骤D；步骤D.将低载物理主机集合中各台物理主机所对应的虚拟机，全部加入待迁移虚拟机集合中，更新待迁移虚拟机集合，然后进入步骤E；步骤E.针对待加载物理主机集合中的各台物理主机，按其资源利用率升序进行排序，更新待加载物理主机集合，接着针对待加载物理主机集合中的物理主机，根据预设资源利用率上限，以及预设预留资源利用率，计算获得物理主机资源利用率稳定值，然后进入步骤F；步骤F.针对待迁移虚拟机集合中的各台虚拟机，每次任意选取一台虚拟机迁移至待加载物理主机集合中按资源利用率升序排序第一位的物理主机上，在待迁移虚拟机集合中删除该台虚拟机，并计算该物理主机的资源利用率，直到该物理主机资源利用率达到物理主机资源利用率稳定值，则将该物理主机移出待迁移虚拟机集合；如此操作若待迁移虚拟机集合中不存在虚拟机或待加载物理主机集合中不存在物理主机时，则虚拟机迁移方法结束。2.根据权利要求1所述一种面向云计算的虚拟机节能迁移方法，其特征在于，所述步骤B中，按如下公式获得：C＝wc*cpu+wm*memo+wb*bandwidth获得物理主机的资源容量C，其中，wc表示该物理主机对应数据中心资源重要性的CPU权重，wm表示该物理主机对应数据中心资源重要性的内存权重，wb表示该物理主机对应数据中心资源重要性的带...

【专利技术属性】
技术研发人员：付雄，宋达，乔磊，王俊昌，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32