云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法技术

本发明专利技术提供了一种云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，包括以下步骤：S100实时采集并记录云计算网络的业务申请量，由业务申请量换算出虚拟集群需求量，检测虚拟集群的当前群组内虚拟机的群组资源数量；S200判断需求量和群组资源数量是否匹配，若是则回到S100，若否则执行S300；S300判断需求量是否小于群组资源数量，若是执行S500，若否则执行S400；S400在当前虚拟集群的群组外搜寻可用的虚拟机资源并纳入到虚拟集群的群组内，群组资源数量加1然后回到S200；S500从虚拟集群的群组内选择并剔除虚拟机，群组资源数量减1然后回到S200。根据业务申请量和虚拟集群内的资源数量的对比差异，对虚拟集群进行增补或者剔除调整，使得虚拟集群可以适应企业业务波动需求变化。

【技术实现步骤摘要】
云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法
本专利技术涉及虚拟集群伸缩
，特别涉及一种云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法。
技术介绍
云计算服务商所提供的传统云服务器是一种简单高效，处理能力有限的服务器集群，服务器集群也叫虚拟集群，可以对云端虚拟集群做初始化设置，能够快速构建稳定、安全的应用虚拟集群，虚拟集群的群组规模保持不变。将业务集群托管到云端，集群将提高其易用性和安全性，并降低它的成本，以使得用户更加专注于核心业务。但是，企业业务规模往往是存在波动的，当业务量缩小时，其业务量不需要占用整个虚拟集群的虚拟机资源，因而虚拟集群内就会存在虚拟机资源闲置，资源没有得到充分利用，造成资源浪费；当业务量增大时，其业务量所需要的虚拟机资源可能超过整个虚拟集群现有资源数量，造成现有虚拟集群内资源无法满足需要。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，包括以下步骤：S100实时采集并记录云计算网络的业务申请量，由业务申请量换算出虚拟集群需求量，检测虚拟集群的当前群组内虚拟机的群组资源数量；S200判断需求量和群组资源数量是否匹配，若是则回到S100，若否则执行S300；S300判断需求量是否小于群组资源数量，若是执行S500，若否则执行S400；S400在当前虚拟集群的群组外搜寻可用的虚拟机资源并纳入到虚拟集群的群组内，群组资源数量加1然后回到S200；S500从虚拟集群的群组内选择并剔除虚拟机，群组资源数量减1然后回到S200。可选的，对云计算网络的业务申请进行识别分类，对同类业务进行归并压缩，再根据业务类型进行分组，对网络设备上来自不同用户和不同业务量类别的分组进行优先级排序；在网络设备上设置分层调度器，所述分层调度器包括排列指令和出列指令；排列指令用于基于调度级别的层级在网络设备的传输之前，读取分组的数据字段，以便将多个队列中的一个相应队列确定为所述分组的目的地，将分组暂时存储在一个队列中；出列指令，用于根据一个或多个策略从所述多个队列中出列分组；以及基于调度级别的层级将分组提供给发送器；分层调度器用于至少部分基于调度级别的层级对分组进行优先级排序，调度级别的层级包括端口层、子端口层、管道层、业务量类别层和队列层；所述分层调度器用于使用令牌桶为所述子端口层和所述管道层实现业务量整形，并且为所述业务量类别层实现严格优先级；检测虚拟集群群组内的虚拟机反应速度并根据速度由快到慢进行编号，新纳入群组的虚拟机根据纳入时间编号在后，若剔除则根据编号倒序选择虚拟机，根据编号顺序分别与调度级别的层级对接，并由编号在前的虚拟机处理优先级排序在前的业务申请。可选的，设立虚拟机备用库，把从虚拟集群的群组内剔除的虚拟机纳入虚拟机备用库，并根据入库时间对虚拟机编号排序，库内虚拟机排序实时更新，当需求量大于虚拟集群群组的虚拟机数量时，优先从虚拟机备用库以编号倒序选取虚拟机，检测选取的虚拟机能够使用后纳入到虚拟集群的群组内。可选的，在S400步骤中，所述虚拟机资源包括CPU、内存、网络以及磁盘，优先在虚拟集群涉及的物理机上进行搜寻，以搜寻到的可用CPU、内存、网络以及磁盘创建虚拟机，然后把创建后的虚拟机纳入到虚拟集群的群组内。可选的，所述业务申请量采集和记录过程如下：S110从网络监控中获取起止点流，提取每条起止点流的路径信息，构建起止点流流量矩阵，将获取的起止点流进行起止点编码，并形成起止点对标识映射表；S120根据所述起止点流流量矩阵、起止点流的路径信息和采集的资源约束计算出用于监测不同范围的采样清单；S130将所述采样清单分别分配给各个路由器，给路由器配置分发起止点对标识映射表；S140根据所述起止点对标识映射表和所述采样清单，对进入网络中的数据包进行分组监测分析，得到流数据并记录。可选的，所述采样清单范围为在保证总的流量覆盖最大的前提下使每条流被采集的数量最小的问题求解，通过采用约束方程求解所述采样清单范围的优化解S*＝＜Sij＞，1≤i≤m，1≤j≤n，即maxtotgivenfrac(α)为：约束条件为其中，Hi代表起止点流的流量矩阵H的第i列，Kj代表路由器j对应的采集器的资源约束；Ri代表实测起止点流i被所有路由器对应的采集器采集的百分数；Sij表示路由器j对应的采集器采集的起止点流i的百分数；α代表每条流被采集的最小百分数；将所述采样清单范围的优化解映射到所述路由器的采样清单中。可选的，所述虚拟集群设有虚拟交换机，所述虚拟集群的群组中各虚拟机都与虚拟交换机连接实现数据交互。可选的，在S400步骤中，所述虚拟机纳入到虚拟集群的群组中的操作如下：S410当虚拟集群的虚拟机节点网络代理接收到由主服务器发出的网络变更请求时，根据在主服务器中保存的静态路由表来更新计算节点的虚拟交换机的流表信息，以保证计算节点中的虚拟机将数据包正确地发送到所述虚拟交换机；所述网络变更请求为将虚拟机的多个网卡之中的一个网卡切换至另一个网卡的请求或者将虚拟机的网卡切换至为虚拟机添加的网卡的请求；S420由计算节点中的虚拟机的云主机网络代理根据从所述主服务器获取的路由信息来更新所述虚拟机内部的路由表，以使得虚拟机内部的路由信息与虚拟交换机的流表信息匹配，使所述虚拟机通过根据路由信息选定的网卡将数据包发送到规定的网关。可选的，在S400步骤中，在当前虚拟集群的群组外搜寻可用的虚拟机资源的方法如下：第一，向与虚拟集群的虚拟机相邻的群组外部邻居节点发出搜索信息；第二，所述邻居节点收到节点的搜索消息后，查询自身资源信息索引表；当资源信息索引表存在目标资源时，将搜索结果回复给所述节点；当自身资源信息索引表不存在目标资源时，则将节点的搜索消息转发给自身的邻居节点，由自身的邻居节点查询其资源信息索引表，以这种相邻传递方式至搜索到可用的虚拟机资源为止。可选的，在S500步骤中，从虚拟集群的群组内选择并剔除虚拟机的步骤如下：首先，在虚拟集群处理业务申请时，记录其处理业务申请有关的时间、CPU和存储量信息；其次，采用以下公式计算虚拟集群的群组内各虚拟机节点的业务申请处理能力：上式中，Pn表示虚拟机节点的业务申请处理能力；n表示虚拟机处理的业务申请；Tn表示处理第n个业务申请所需要的时间；k表示；E(t)表示t时刻可用的CPU；A(t)表示t时刻可用的存储量；X表示算法水平，是一个假定的与时间无关的常数；t表示时间；f[E(t),A(t),X,t]表示搜索引擎对CPU、存储和算法三个要素的函数关系；然后根据各虚拟机节点的处理能力由小到大对虚拟机节点进行排序；最后，当后续判断需求量小于群组资源数量时，根据虚拟机节点排序剔除虚拟机。本专利技术，通过记录业务申请量和检测虚拟集群内的群组资源数量，并进行对比断定两者的匹配性，若不匹配，则根据两者的大小差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS100实时采集并记录云计算网络的业务申请量，由业务申请量换算出虚拟集群需求量，检测虚拟集群的当前群组内虚拟机的群组资源数量；/nS200判断需求量和群组资源数量是否匹配，若是则回到S100，若否则执行S300；/nS300判断需求量是否小于群组资源数量，若是执行S500，若否则执行S400；/nS400在当前虚拟集群的群组外搜寻可用的虚拟机资源并纳入到虚拟集群的群组内，群组资源数量加1然后回到S200；/nS500从虚拟集群的群组内选择并剔除虚拟机，群组资源数量减1然后回到S200。/n

【技术特征摘要】
1.一种云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100实时采集并记录云计算网络的业务申请量，由业务申请量换算出虚拟集群需求量，检测虚拟集群的当前群组内虚拟机的群组资源数量；
S200判断需求量和群组资源数量是否匹配，若是则回到S100，若否则执行S300；
S300判断需求量是否小于群组资源数量，若是执行S500，若否则执行S400；
S400在当前虚拟集群的群组外搜寻可用的虚拟机资源并纳入到虚拟集群的群组内，群组资源数量加1然后回到S200；
S500从虚拟集群的群组内选择并剔除虚拟机，群组资源数量减1然后回到S200。


2.根据权利要求1所述的云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，其特征在于，对云计算网络的业务申请进行识别分类，对同类业务进行归并压缩，再根据业务类型进行分组，对网络设备上来自不同用户和不同业务量类别的分组进行优先级排序；
在网络设备上设置分层调度器，所述分层调度器包括排列指令和出列指令；排列指令用于基于调度级别的层级在网络设备的传输之前，读取分组的数据字段，以便将多个队列中的一个相应队列确定为所述分组的目的地，将分组暂时存储在一个队列中；出列指令，用于根据一个或多个策略从所述多个队列中出列分组；以及基于调度级别的层级将分组提供给发送器；分层调度器用于至少部分基于调度级别的层级对分组进行优先级排序，调度级别的层级包括端口层、子端口层、管道层、业务量类别层和队列层；所述分层调度器用于使用令牌桶为所述子端口层和所述管道层实现业务量整形，并且为所述业务量类别层实现严格优先级；
检测虚拟集群群组内的虚拟机反应速度并根据速度由快到慢进行编号，新纳入群组的虚拟机根据纳入时间编号在后，若剔除则根据编号倒序选择虚拟机，根据编号顺序分别与调度级别的层级对接，并由编号在前的虚拟机处理优先级排序在前的业务申请。


3.根据权利要求1所述的云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，其特征在于，设立虚拟机备用库，把从虚拟集群的群组内剔除的虚拟机纳入虚拟机备用库，并根据入库时间对虚拟机编号排序，库内虚拟机排序实时更新，当需求量大于虚拟集群群组的虚拟机数量时，优先从虚拟机备用库以编号倒序选取虚拟机，检测选取的虚拟机能够使用后纳入到虚拟集群的群组内。


4.根据权利要求1所述的云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，其特征在于，在S400步骤中，所述虚拟机资源包括CPU、内存、网络以及磁盘，优先在虚拟集群涉及的物理机上进行搜寻，以搜寻到的可用CPU、内存、网络以及磁盘创建虚拟机，然后把创建后的虚拟机纳入到虚拟集群的群组内。


5.根据权利要求1所述的云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，其特征在于，所述业务申请量采集和记录过程如下：
S110从网络监控中获取起止点流，提取每条起止点流的路径信息，构建起止点流流量矩阵，将获取的起止点流进行起止点编码，并形成起止点对标识映射表；
S120根据所述起止点流流量矩阵、起止点流的路径信息和采集的资源约束计算出用于监测不同范围的采样清单；
S130将所述采样清单分别分配给各个路由器，给路由器配置分发起止点对标识映射表；
S140根据所述起止点对标识映射表和所述采样清单，对进入网络中的数据包进行分组监测分析，得到流数据并记录。


6.根据权利要求5所述的云计算环境下的虚拟集群的弹性伸缩方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蕾，于洋，王鹏亮，黄锋，蒋平川，李利军，于滨峰，张春林，
申请(专利权)人：北京东方通软件有限公司，北京东方通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11