云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法技术

本发明专利技术是一种云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法，其特点是，包括可存差值机制和退步迭代机制，能够解决云计算环境下的用户资源分配的负载不均衡问题，实现虚拟机合理分配存储任务的负载均衡，有效避免虚拟机闲置、过载等不良状态，充分发挥服务器动态存储功能，其方法科学合理，适用性强，效果佳。

【技术实现步骤摘要】
云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法
本专利技术属于云计算
，涉及一种云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法。
技术介绍
云计算是分布式计算的一种，是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后通过多部服务器组成的系统对这些小程序进行分析和处理，得到计算结果后返回给用户。通过这项技术，可以在很短的时间内完成对数以万计数据的处理，从而提供强大的网络服务。云存储是基于云计算的概念结合大数据存储提出的一个新概念，也可以说云存储是一种专注于数据存储和管理的云计算系统。云存储是通过服务器集群、分布式文件系统和网格技术，将大量配置不同、类型也不同的存储设备连接在一起，作为一个整体提供数据存储管理的系统。其中，负载均衡器的作用是协调服务器之间的资源分配，实现负载均衡。目前负载均衡策略主要有以下几种方法：(1)随机法，将存储任务随机分配给虚拟机；(2)加权随机法，将存储任务随机分配给虚拟机，虚拟机的权重越大，被分配到的可能性就越大；(3)轮询法，将来自用户的请求轮流分配给内部的虚拟机；(4)加权轮询法，根据服务器的不同处理能力，给每个服务器分配不同的权值，使其能够接受相应权值数的服务请求。但是这些方法依然存在一些问题，主要体现在：(1)存储过程中随机策略不稳定，存在某一台或者某几台服务器连续存储而过载的可能性。(2)常用轮询法假设所有服务器的处理性能都相同，没有考虑每台服务器的当前剩余空间和响应速度，当存储任务大小变化比较大时，轮询算法容易导致服务器间的负载不平衡。<br>(3)存储中的加权随机策略和加权轮询策略的权值需要静态配置，无法根据虚拟机的现状进行动态调节。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对云计算环境下的用户资源分配的负载不均衡问题，提供一种云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法。本专利技术的目的是由以下技术方案来实现的：一种云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法，其特征是：它的内容包括可存差值机制和退步迭代机制，1)所述的可存差值机制；在云计算环境下将单位时间内一定数量用户需求作为一批处理对象进行批处理，在用户需求批处理的过程中，设全部虚拟机为M1,M2,...,Mn，每个虚拟机的剩余空间大小为S1,S2,...,Sn，虚拟机的性能指标为P1,P2,...,Pn，第j个虚拟机的性能指标Pj计算公式为：其中，Sj表示第j个虚拟机的剩余空间大小，Cj表示第j个虚拟机的CPU利用率，Vj表示第j个虚拟机的基准计算速度，Vk表示第k个虚拟机的基准计算速度，对虚拟机的性能指标P1,P2,...,Pn从低到高进行排序得到P1′,P2′,...,Pn′，根据性能指标P1′,P2′,...,Pn′对虚拟机进行排序，虚拟机的排放顺序依次为M1′,M2′,...,Mn′，虚拟机排序后的剩余空间依次为S1′,S2′,...,Sn′，设待存储的任务为T1,T2,…,Tm，待存储任务大小为Z1,Z2,…,Zm，当n≥m时，即虚拟机个数大于等于任务个数时，定义各虚拟机的可存差值为：Di＝Si′-Zi，(1≤i≤m)(2)其中，Di表示排序后第i个虚拟机的可存差值，Si′表示排序后第i个虚拟机的剩余空间，Zi表示第i个待存储任务大小，当n＜m时，定义各虚拟机的可存差值为：Di-(i|n)×n＝Si-(i|n)×n′-Zi，(1≤i≤m)(3)其中，Di-(i|n)×n表示排序后第i-(i|n)×n个虚拟机的可存差值，Si-(i|n)×n′表示排序后第i-(i|n)×n个虚拟机的剩余空间大小，Zi表示第i个待存储任务大小；2)所述的退步迭代机制；当n≥m时，即虚拟机个数大于等于任务个数时，此时判断是否满足Di≥0，若Di≥0，则将Ti(i＝1,2,…,m)按顺序分配给M1′,M2′,...,Mn′，即T1分配给M1′，T2分配给M2′，...，Tm分配给Mm′，若Di＜0，判断是否满足Si+1′-Zi≥0，若Si+1′-Zi≥0，将Ti分配给Mi+1′，若Si+1′-Zi＜0，判断是否满足Si+2′-Zi≥0，若Si+2′-Zi≥0，将Ti分配给Mi+2′，若Si+2′-Zi＜0，判断Si+3′-Zi，...，遵循Si′-Zi≥0时分配将Ti分配给Mi′，Si′-Zi＜0时退步为判断Si+1′-Zi是否大于等于0的规律，将待存储任务分配给一个剩余空间大小大于此待存储任务大小的虚拟机，特别的，当Si′-Zi,Si+1′-Zi,Si+2′-Zi,...,Sn′-Zi均小于0时，此时判定第一轮迭代结束，返回S1′-Zi，进行第二轮迭代，即逐个计算S1′-Zi,S2′-Zi,S3′-Zi,...,Sn′-Zi是否有大于等于0的情况，若仍不满足条件，进行第三轮迭代，…，遵循Si′-Zi,Si+1′-Zi,Si+2′-Zi,...,Sn′-Zi均小于0时返回S1′-Zi进行新一轮迭代并循环进行，直至出现满足大于等于0的情况结束，根据虚拟机存储数据和释放数据的随机性，每一轮迭代都可能满足S1′-Zi,S2′-Zi,S3′-Zi,...,Sn′-Zi大于等于零的条件，虚拟机性能按从低到高排列，后续的虚拟机可存储Ti的可能性依次变高，可以节省虚拟机的计算时间，当n＜m时，判断是否满足Di-(i|n)×n≥0，若Di-(i|n)×n≥0，则开始按轮分配，第一轮将T1分配给M1′，T2分配给M2′，...，Tn分配给Mn′，第二轮将Tn+1分配给M1′，将Tn+2分配给M2′，...，直至将Tm分配给Mm-(m|n)×n′时结束，若Di-(i|n)×n＜0，则判断是否满足Si-(i|n)×n+1′-Zi≥0，若Si-(i|n)×n+1′-Zi≥0，则将Ti分配给Mi-(i|n)×n+1′，若小于0，判断是否满足Si-(i|n)×n+2′-Zi≥0，若Si-(i|n)×n+2′-Zi≥0，则将Ti分配给Mi-(i|n)×n+2′，若小于0，判断Si-(i|n)×n+3′-Zi≥0，...，遵循Si-(i|n)×n′-Zi≥0时分配将Ti分配给Mi-(i|n)×n′，Si-(i|n)×n′-Zi＜0时退步为判断Si-(i|n)×n+1′-Zi是否大于等于0的规律，将待存储任务分配给一个剩余空间大小大于此待存储任务大小的虚拟机，特别的，当Si-(i|n)×n′-Zi,Si-(i|n)×n+1′-Zi,Si-(i|n)×n+2′-Zi,...,Sn′-Zi均小于0时，此时判定第一轮迭代结束，返回S1′-Zi，进行新一轮迭代，即逐个计算S1′-Zi,S2′-Zi,S3′-Zi,...,Sn′-Zi是否有大于等于0的情况，若仍不满足条件，进行第三轮迭代，…，遵循Si-(i|n)×n′-Zi,Si-(i|n)×n+1′-Zi,Si-(i|n)×n+2′-Zi,...,Sn′-Zi均小于0时返回S1′-Zi进行新一轮迭代并循环进行，直至出现满足大于等于0的情况结束。本专利技术的一种云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法，它包括可存差值机制和退本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法，其特征是：它的内容包括可存差值机制和退步迭代机制，/n1)所述的可存差值机制；/n在云计算环境下将单位时间内一定数量用户需求作为一批处理对象进行批处理，在用户需求批处理的过程中，设全部虚拟机为M

【技术特征摘要】
1.一种云计算环境下基于存储差值迭代的负载均衡方法，其特征是：它的内容包括可存差值机制和退步迭代机制，
1)所述的可存差值机制；
在云计算环境下将单位时间内一定数量用户需求作为一批处理对象进行批处理，在用户需求批处理的过程中，设全部虚拟机为M1,M2,...,Mn，每个虚拟机的剩余空间大小为S1,S2,...,Sn，虚拟机的性能指标为P1,P2,...,Pn，第j个虚拟机的性能指标Pj计算公式为：



其中，Sj表示第j个虚拟机的剩余空间大小，Cj表示第j个虚拟机的CPU利用率，Vj表示第j个虚拟机的基准计算速度，Vk表示第k个虚拟机的基准计算速度，对虚拟机的性能指标P1,P2,...,Pn从低到高进行排序得到P1′,P2′,...,Pn′，根据性能指标P1′,P2′,...,Pn′对虚拟机进行排序，虚拟机的排放顺序依次为M1′,M2′,...,Mn′，虚拟机排序后的剩余空间依次为S1′,S2′,...,Sn′，设待存储的任务为T1,T2,…,Tm，待存储任务大小为Z1,Z2,…,Zm，当n≥m时，即虚拟机个数大于等于任务个数时，定义各虚拟机的可存差值为：
Di＝Si′-Zi，(1≤i≤m)(2)
其中，Di表示排序后第i个虚拟机的可存差值，Si′表示排序后第i个虚拟机的剩余空间，Zi表示第i个待存储任务大小，当n＜m时，定义各虚拟机的可存差值为：
Di-(i|n)×n＝Si-(i|n)×n′-Zi，(1≤i≤m)(3)
其中，Di-(i|n)×n表示排序后第i-(i|n)×n个虚拟机的可存差值，Si-(i|n)×n′表示排序后第i-(i|n)×n个虚拟机的剩余空间大小，Zi表示第i个待存储任务大小；
2)所述的退步迭代机制；
当n≥m时，即虚拟机个数大于等于任务个数时，此时判断是否满足Di≥0，若Di≥0，则将Ti(i＝1,2,…,m)按顺序分配给M1′,M2′,...,Mn′，即T1分配给M1′，T2分配给M2′，...，Tm分配给Mm′，若Di＜0，判断是否满足Si+1′-Zi≥0，若Si+1′-Zi≥0，将Ti分配给Mi+1′，若Si+1′-Zi＜0，判断是否满足Si+2′-Zi≥0，若Si+2′-Zi≥0，将Ti分配给Mi+2′，若Si+2′-Zi＜0，判断Si+3′-Zi，...，遵循Si′-Zi≥0时分配将Ti分配给Mi′，Si′-Zi＜0时退步为判断Si+1′-Zi是否大于等于0的规律，将待存储任务分配给...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，李磊，马强，管荑，耿玉杰，刘勇，林琳，姚硕望，李建坡，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司，东北电力大学，
类型：发明
国别省市：山东;37