一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法及系统。该方法包括：获取数据中心的物理机上容器的负载值；计算当前容器负载裕度；若当前容器负载裕度小于0，生成第一容器序列；若最大负载裕度大于或等于当前容器负载裕度，则将当前容器的负载迁移至第一容器序列中负载裕度大于0对应的容器中；若最大负载裕度小于当前容器负载裕度，则将当前容器的负载迁移至当前容器所在数据中心内的其他物理机管理的容器中；若当前容器负载裕度大于0，获取当前物理机管理的下一个容器的负载值，计算下一个容器负载裕度，并将计算出的下一个容器负载裕度更新为当前容器负载裕度。采用本发明专利技术的方法及系统，能够有效提高资源利用率。

A Cooperative Scheduling Method and System for Computing Resources and Network Resources of Container Cloud Platform

【技术实现步骤摘要】
一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法及系统
本专利技术涉及虚拟化容器
，特别是涉及一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法及系统。
技术介绍
随着新型虚拟化容器(Docker)技术的发展，容器虚拟化技术及其构建的云平台以其固有的优势(例如应用的微服务化、运维的标准化、集成/部署的自动化、低测试研发成本等)正逐渐被各大云服务提供商所广泛采纳。虽然以容器为基本运行单元的云计算虚拟架构为解决传统虚拟机资源管理中的成本和效率问题提供了新的契机，但也对容器云平台资源管理提出了新的挑战。在瞬息万变的多租户多数据中心云环境下实现计算资源和网络资源的自适应调度，即便是采用新型的容器虚拟化技术，依然非常困难。例如，Amazon至少有遍布4个大洲的11个数据中心，每个数据中均拥有几十万台服务器，Google至少有遍布4个大洲的13个数据中心，每个数据中心拥有的服务器数量甚至超过100万台，数据中心各种物理资源虚拟化后数目更加庞大，管理起来技术难度大、复杂性高；各数据中心间以专用网连接，费用昂贵。另一方面，计算资源和网络资源之间存在错综复杂的非线性不确定关系，单独调整一方面未必能提高资源利用率和应用服务性能，需要动态协调配置。因此，如何实现计算资源和网络资源的协同调度对于研究学者提出了新的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法及系统，具有能够提高资源利用率的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法，包括：获取数据中心的物理机上容器的负载值；每个所述数据中心管理多个物理机，每个所述物理机管理多个容器；计算当前容器负载裕度；所述容器负载裕度为容器额定负载值与容器当前负载值的差值；判断当前容器负载裕度是否小于0；若所述当前容器负载裕度小于0，计算并比较所述当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度，将当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度由大到小排列，生成第一容器序列；判断所述第一容器序列中的最大负载裕度是否小于当前容器负载裕度，若所述最大负载裕度大于或等于当前容器负载裕度，则将当前容器的负载迁移至第一容器序列中负载裕度大于0对应的容器中；若所述最大负载裕度小于当前容器负载裕度，则在当前容器所在的数据管理中心内增加物理机并将当前容器的负载迁移至增加物理机管理的容器中，或者将当前容器的负载迁移至当前容器所在数据中心内的其他物理机管理的容器中；若所述当前容器负载裕度大于0，判断是否遍历完当前物理机管理的所有容器；若遍历完当前物理机管理的所有容器，结束调度任务；若没有遍历完当前物理机管理的所有容器，则获取当前物理机管理的下一个容器的负载值，计算下一个容器负载裕度，并将计算出的下一个容器负载裕度更新为当前容器负载裕度，并返回步骤“判断当前容器负载裕度是否小于0”。可选的，所述将当前容器的负载迁移至第一容器序列中负载裕度大于0对应的容器中，具体包括：计算将当前容器迁移至所述第一容器序列中负载裕度大于0对应的所有容器的第一迁移代价；比较所述第一迁移代价，并将所述当前容器迁移至最小第一迁移代价对应的容器中。可选的，所述将当前容器的负载迁移至增加物理机管理的容器中，或者将当前容器的负载迁移至当前容器所在数据中心内的其他物理机管理的容器中，具体包括：计算每一个所述物理机管理的所有容器的负载裕度之和，得到每一个所述物理机的总负载裕度；比较并选取最大总负载裕度对应的物理机；将所述当前容器的负载迁移至最大总负载裕度对应的物理机管理的容器内。可选的，将所述当前容器的负载迁移至最大总负载裕度对应的物理机管理的容器内，具体包括：计算最大总负载裕度对应的物理机管理的各个容器的负载裕度；将最大总负载裕度对应的物理机管理的各个容器的负载裕度由大到小排列，生成第二容器序列；计算将当前容器迁移至所述第二容器序列中负载裕度大于0对应的所有容器的第二迁移代价；比较所述第二迁移代价，并将所述当前容器迁移至最小第二迁移代价对应的容器中。可选的，计算所述第一迁移代价或所述第二迁移代价的方法，具体包括：获取接收所述当前容器负载迁移的物理机的活跃度、当前容器待迁移的负载值和接收所述当前容器负载迁移的容器的交换频率；根据如下公式计算第一迁移代价或所述第二迁移代价f(C)：f(C)＝αC1+βC2+γC3式中，C表示当前容器，f(C)表示所述第一迁移代价或所述第二迁移代价，C1表示接收所述当前容器负载迁移的物理机的活跃度，C2表示当前容器待迁移的负载值，C3表示接收所述当前容器负载迁移的容器的交换频率，α表示第一权重因子，β表示第二权重因子，γ表示第三权重因子，α+β+γ＝1。本专利技术还提供一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度系统，包括：数据中心的物理机上容器的负载值获取模块，用于获取数据中心的物理机上容器的负载值；每个所述数据中心管理多个物理机，每个所述物理机管理多个容器；当前容器负载裕度计算模块，用于计算当前容器负载裕度；所述容器负载裕度为容器额定负载值与容器当前负载值的差值；第一判断模块，用于判断当前容器负载裕度是否小于0；第一容器序列生成模块，用于在所述当前容器负载裕度小于0时，计算并比较所述当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度，将当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度由大到小排列，生成第一容器序列；第二判断模块，用于判断所述述第一容器序列中的最大负载裕度是否小于当前容器负载裕度；第一迁移模块，用于在所述最大负载裕度大于或等于当前容器负载裕度时，将当前容器的负载迁移至第一容器序列中负载裕度大于0对应的容器中；第二迁移模块，用于在所述最大负载裕度小于当前容器负载裕度时，在当前容器所在的数据管理中心内增加物理机并将当前容器的负载迁移至增加物理机管理的容器中，或者将当前容器的负载迁移至当前容器所在数据中心内的其他物理机管理的容器中；第三判断模块，用于当所述当前容器负载裕度大于0时，判断是否遍历完当前物理机管理的所有容器；结束模块，用于在遍历完当前物理机管理的所有容器时，结束调度任务；容器负载裕度更新模块，用于在没有遍历完当前物理机管理的所有容器时，获取当前物理机管理的下一个容器的负载值，计算下一个容器负载裕度，并将计算出的下一个容器负载裕度更新为当前容器负载裕度，并将指令发送至所述第一判断模块。可选的，所述第一迁移模块，具体包括：第一迁移代价计算单元，用于计算将当前容器迁移至所述第一容器序列中负载裕度大于0对应的所有容器的第一迁移代价；第一比较单元，用于比较所述第一迁移代价；第一迁移单元，用于将所述当前容器迁移至最小第一迁移代价对应的容器中。可选的，所述第二迁移模块，具体包括：总负载裕度计算单元，用于计算每一个所述物理机管理的所有容器的负载裕度之和，得到每一个所述物理机的总负载裕度；第二比较单元，用于比较并选取最大总负载裕度对应的物理机；第二迁移单元，用于将所述当前容器的负载迁移至最大总负载裕度对应的物理机管理的容器内。可选的，所述第二迁移单元，具体包括：负载裕度计算子单元，用于计算最大总负载裕度对应的物理机管理的各个容器的负载裕度；第二容器序列生成子单元，用于将最大总负载裕度对应的物理机管理的各个容器的负载裕度由大到小排列，生成第二容器序列；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法，其特征在于，包括：荻取数据中心的物理机上容器的负载值；每个所述数据中心管理多个物理机，每个所述物理机管理多个容器；计算当前容器负载裕度；所述容器负载裕度为容器额定负载值与容器当前负载值的差值；判断当前容器负载裕度是否小于0；若所述当前容器负载裕度小于0，计算并比较所述当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度，将当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度由大到小排列，生成第一容器序列；判断所述第一容器序列中的最大负载裕度是否小于当前容器负载裕度，若所述最大负载裕度大于或等于当前容器负载裕度，则将当前容器的负载迁移至第一容器序列中负载裕度大于0对应的容器中；若所述最大负载裕度小于当前容器负载裕度，则在当前容器所在的数据管理中心内增加物理机并将当前容器的负载迁移至增加物理机管理的容器中，或者将当前容器的负载迁移至当前容器所在数据中心内的其他物理机管理的容器中；若所述当前容器负载裕度大于0，判断是否遍历完当前物理机管理的所有容器；若遍历完当前物理机管理的所有容器，结束调度任务；若没有遍历完当前物理机管理的所有容器，则获取当前物理机管理的下一个容器的负载值，计算下一个容器负载裕度，并将计算出的下一个容器负载裕度更新为当前容器负载裕度，并返回步骤“判断当前容器负载裕度是否小于0”。...

【技术特征摘要】
1.一种容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法，其特征在于，包括：荻取数据中心的物理机上容器的负载值；每个所述数据中心管理多个物理机，每个所述物理机管理多个容器；计算当前容器负载裕度；所述容器负载裕度为容器额定负载值与容器当前负载值的差值；判断当前容器负载裕度是否小于0；若所述当前容器负载裕度小于0，计算并比较所述当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度，将当前容器所在的物理机管理的其他容器的负载裕度由大到小排列，生成第一容器序列；判断所述第一容器序列中的最大负载裕度是否小于当前容器负载裕度，若所述最大负载裕度大于或等于当前容器负载裕度，则将当前容器的负载迁移至第一容器序列中负载裕度大于0对应的容器中；若所述最大负载裕度小于当前容器负载裕度，则在当前容器所在的数据管理中心内增加物理机并将当前容器的负载迁移至增加物理机管理的容器中，或者将当前容器的负载迁移至当前容器所在数据中心内的其他物理机管理的容器中；若所述当前容器负载裕度大于0，判断是否遍历完当前物理机管理的所有容器；若遍历完当前物理机管理的所有容器，结束调度任务；若没有遍历完当前物理机管理的所有容器，则获取当前物理机管理的下一个容器的负载值，计算下一个容器负载裕度，并将计算出的下一个容器负载裕度更新为当前容器负载裕度，并返回步骤“判断当前容器负载裕度是否小于0”。2.根据权利要求1所述的容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法，其特征在于，所述将当前容器的负载迁移至第一容器序列中负载裕度大于0对应的容器中，具体包括：计算将当前容器迁移至所述第一容器序列中负载裕度大于0对应的所有容器的第一迁移代价；比较所述第一迁移代价，并将所述当前容器迁移至最小第一迁移代价对应的容器中。3.根据权利要求1所述的容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法，其特征在于，所述将当前容器的负载迁移至增加物理机管理的容器中，或者将当前容器的负载迁移至当前容器所在数据中心内的其他物理机管理的容器中，具体包括：计算每一个所述物理机管理的所有容器的负载裕度之和，得到每一个所述物理机的总负载裕度；比较并选取最大总负载裕度对应的物理机；将所述当前容器的负载迁移至最大总负载裕度对应的物理机管理的容器内。4.根据权利要求3所述的容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法，其特征在于，将所述当前容器的负载迁移至最大总负载裕度对应的物理机管理的容器内，具体包括：计算最大总负载裕度对应的物理机管理的各个容器的负载裕度；将最大总负载裕度对应的物理机管理的各个容器的负载裕度由大到小排列，生成第二容器序列；计算将当前容器迁移至所述第二容器序列中负载裕度大于0对应的所有容器的第二迁移代价；比较所述第二迁移代价，并将所述当前容器迁移至最小第二迁移代价对应的容器中。5.根据权利要求2或4所述的容器云平台计算资源与网络资源协同调度方法，其特征在于，计算所述第一迁移代价或所述第二迁移代价的方法，具体包括：获取接收所述当前容器负载迁移的物理机的活跃度、当前容器待迁移的负载值和接收所述当前容器负载迁移的容器的交换频率；根据如下公式计算所述第一迁移代价或所述第二迁移代价f(C)：f(C)＝αC1+βC2+γC3式中，C表示当前容器，f(C)表示所述第一迁移代价或所述第二迁移代价，C1表示接收所述当前容器负...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔得龙，彭志平，李启锐，何杰光，郑黎姿，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44