虚拟化计算平台中应用请求调度的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及虚拟化计算平台中应用请求调度的方法及其系统，方法包括：步骤１，采集各个虚拟机的资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量；步骤２，根据虚拟机的当前权值、资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量对所述虚拟机的权值进行更新；步骤３，采用基于权值的轮询调度方法对服务请求进行调度。本发明专利技术能够在虚拟机系统中实现资源与负载匹配，提高整个虚拟化计算平台的利用效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到虚拟集群领域，尤其涉及虚拟化计算平台中应用请求调度的方法及其系统。
技术介绍
现有技术中，一种提高资源利用率的实现方法是利用虚拟化技术将大量网络服务 整合到一个共享的框架下，将整体资源在各个虚拟机间分配。 现有技术中实现虚拟化技术的方法之一为Web集群方法。Web集群是指由两台或 者多台服务器通过网络联合起来，共同处理用户请求的网络服务站点。虽然大规模集群具 有大量的服务器节点，但是它使用一台主机给所有用户提供唯一的访问接口。为了控制所 有的请求到达站点并屏蔽掉后台的分布式服务器结构，Web集群提供一个网络交换器，使用 单一的虚拟IP地址来关联后台的实际服务器，其为网络调度器。在集群中的所有服务器都 被放置在相同的物理空间中。网络请求流经过网络交换器将请求分发到各个网络服务器 中。网络交换器接收客户端的服务请求，并从网络服务器池中选择一台进行后续的处理操 作。在网络集群服务器中，调度方法为根据网络客户信息和服务器资源总量和资源利用率 进行调度。该调度方法的缺点在于无法对动态伸縮的虚拟机进行感知。动态伸縮的虚拟机 是指在虚拟化环境中虚拟机的资源可以按需进行流动分配。 目前的虚拟化技术仅仅实现了资源在物理节点内的流动，也就是资源流动不能跨 节点。对于大规模Web服务器虚拟集群构成的环境来说，它将导致能力流动和应用负载匹 配的问题。 一个应用的网络请求被调度到了分布在不同物理节点的虚拟机上。虚拟机跨节 点分布，而资源流动层对其它物理节点上的虚拟机资源流动不可知，如果仅仅被动依靠分 配过来的负载来自适应地按需流动本地资源，就会忽略其它物理节点上该服务的宏观调度 信息，最后的结果总是会造成能力流动和应用负载失配，表现为当虚拟机资源扩展的时候 负载没有分配进来或者资源收縮了以后负载还频繁调度进来。甚至因为能力流动无法感知 请求调度，而使得请求在各个动态伸縮的虚拟机之间，形成负载的分配不均，不能充分利用 系统资源来提高服务吞吐率。 —个虚拟机上CPU资源能力流动和应用负载匹配的模式如图1所示。上图是线性 匹配效果，下图是经过DTW(Dynamic Time Wr即，动态时间包络)处理后的包络图。每个图 中上面的曲线说明了该虚拟机的总资源流动情况，它的凹凸表示了资源的流出和流进，下 面的曲线表示负载对资源的使用情况，它的凹凸间接表示了应用负载分配数量的减少和增 加。从图l可见，需要达到的最佳效果是两条曲线的包络线之间的空间越小越好，如公式 (1)所示。因为它表示流进来虚拟机的资源都能有应用负载能够分配进来消耗这部分资源， 这就是能力流动和应用负载的匹配。 <formula>formula see original document page 5</formula> (1 ) 在虚拟互联网服务集群系统中，由于虚拟资源动态伸縮，如果仅仅只是通过节点内对资源按需流动来进行管理，解决不了能力流动和应用负载匹配的问题的。该匹配有两个层面的问题，单纯从一个节点上观察这两条匹配曲线，当然是使用率越高，波峰波谷越对应越好；但是从整个调度系统上看，应该是尽量负载均衡的情况下，匹配度越高越好。因为某些节点利用率高，其它节点空闲的情况不利于充分利用整个分布式系统的可用资源。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了虚拟化计算平台中应用请求调度的方法及其系统，能够在虚拟机系统中实现资源与负载匹配，提高整个虚拟化计算平台的利用效率。 本专利技术公开了一种虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，包括 步骤1，采集各个虚拟机的资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量； 步骤2，根据虚拟机的当前权值、资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量对所述虚拟机的权值进行更新； 步骤3，采用基于权值的轮询调度方法对服务请求进行调度。 所述步骤2进一步为 步骤21，根据虚拟机的资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量判断所述虚拟机是否超载，如果超载，则将所述虚拟机的权值记为预设最小值，否则，执行步骤22 ; 步骤22，根据虚拟机的资源利用率、服务请求连接的数量和当前的权值计算所述虚拟机新的权值，按所述新的权值对所述虚拟机进行更新。 所述步骤21进一步为 步骤31，由虚拟机的资源总量和资源利用率计算出虚拟机的可用资源量，将所述虚拟机的可用资源量和服务请求连接数量带入性能预测模型计算出所述虚拟机的最大连接数； 步骤32，如果所述虚拟机的服务请求的连接数量大于等于所述虚拟机的最大连接数，则将所述虚拟机的权值记为预设最小值；否则，执行所述步骤22。 所述步骤22进一步为 步骤41，根据资源利用率和服务请求连接的数量计算出综合负载值； 步骤42，根据所述虚拟机的综合负载值和所述虚拟机的当前的权值算出所述虚拟机的新的权值； 步骤43，如果所述虚拟机的新的权值和所述虚拟机的当前的权值的差值大于设定的阀值，则将所述虚拟机的权值更新为所述新的权值。 所述步骤42进一步为 按如下公式计算所述虚拟机的新的权值， w顯.=+尺x 3力-Server X.， 其中，w，i为新的权值，Wi当前权值，K为预设的调整系数，Server—loadi为综合负载值。 所述步骤3后还包括 步骤61，计算虚拟机预设时长的平均资源利用率，根据该平均资源利用率纠正调度偏差。所述步骤1前还包括 步骤71，在初始时，采用加权最小连接调度算法，并为虚拟机群中虚拟机设置初始 的权值。 所述步骤l前还包括 步骤81，在一个物理机器上配置不同资源密集型的服务对应的虚拟机。 本专利技术还公开了一种虚拟化计算平台中应用请求调度的系统，包括运行于物理节点上的虚拟机，系统还包括 中控模块，用于采集各个虚拟机的资源总量，并将各个虚拟机的资源总量反馈给 调度器模块； 所述调度器模块，用于采集各个虚拟机的资源利用率和服务请求连接的数量； 所述调度器模块还用于根据虚拟机的当前权值、资源总量、资源利用率和服务请 求连接的数量对所述虚拟机的权值进行更新； 所述中控模块用于接收服务请求，并将所述服务请求转发给所述调度器模块； 所述调度器模块还用于采用基于权值的轮询调度方法对服务请求进行调度。 所述调度器模块在更新权值时进一步用于根据虚拟机的资源总量、资源利用率和 服务请求连接的数量判断所述虚拟机是否超载，如果超载，则将所述虚拟机的权值记为预 设最小值，否则，根据虚拟机的资源利用率、服务请求连接的数量和当前的权值计算所述虚 拟机新的权值，按所述新的权值对所述虚拟机进行更新。 所述调度器模块在判断超载时进一步用于由虚拟机的资源总量和资源利用率计 算出虚拟机的可用资源量，将所述可用资源量发送给所述中控模块，接收所述中控模块反 馈的最大连接数，如果所述虚拟机的服务请求的连接数量大于等于所述虚拟机的最大连接 数，则判断为超载；否则，判断为不超载； 所述中控模块还用于将所述虚拟机的可用资源量和服务请求连接数量带入性能预测模型计算出所述虚拟机的最大连接数，将所述最大连接数反馈给所述调度器模块。 所述调度器模块在更新虚拟机的权值时进一步用于根据资源利用率和服务请求连接的数量计算出综合负载值；根据所述虚拟机的综合负载值和所述虚拟机的当前的权值算出所述虚拟机的新的权值；如果所述虚拟机的新的权值和所述虚拟机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，包括：步骤１，采集各个虚拟机的资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量；步骤２，根据虚拟机的当前权值、资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量对所述虚拟机的权值进行更新；步骤３，采用基于权值的轮询调度方法对服务请求进行调度。

【技术特征摘要】
一种虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，包括步骤1，采集各个虚拟机的资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量；步骤2，根据虚拟机的当前权值、资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量对所述虚拟机的权值进行更新；步骤3，采用基于权值的轮询调度方法对服务请求进行调度。2. 如权利要求1所述的虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，所述步 骤2进一步为步骤21，根据虚拟机的资源总量、资源利用率和服务请求连接的数量判断所述虚拟机 是否超载，如果超载，则将所述虚拟机的权值记为预设最小值，否则，执行步骤22 ;步骤22，根据虚拟机的资源利用率、服务请求连接的数量和当前的权值计算所述虚拟 机新的权值，按所述新的权值对所述虚拟机进行更新。3. 如权利要求2所述的虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，所述步 骤21进一步为步骤31，由虚拟机的资源总量和资源利用率计算出虚拟机的可用资源量，将所述虚 拟机的可用资源量和服务请求连接数量带入性能预测模型计算出所述虚拟机的最大连接 数；步骤32，如果所述虚拟机的服务请求的连接数量大于等于所述虚拟机的最大连接数， 则将所述虚拟机的权值记为预设最小值；否则，执行所述步骤22。4. 如权利要求2所述的虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，所述步 骤22进一步为步骤41，根据资源利用率和服务请求连接的数量计算出综合负载值； 步骤42，根据所述虚拟机的综合负载值和所述虚拟机的当前的权值算出所述虚拟机的 新的权值；步骤43，如果所述虚拟机的新的权值和所述虚拟机的当前的权值的差值大于设定的阀 值，则将所述虚拟机的权值更新为所述新的权值。5. 如权利要求4所述的虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，所述步 骤42进一步为按如下公式计算所述虚拟机的新的权值， w,幽.=w, + K x 0^ Server — /oa《，其中，wMwi为新的权值，Wi当前权值，K为预设的调整系数，ServerJoadi为综合负载值。6. 如权利要求1所述的虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，所述步 骤3后还包括步骤61，计算虚拟机预设时长的平均资源利用率，根据该平均资源利用率纠正调度偏差。7. 如权利要求1所述的虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，所述步 骤1前还包括步骤71 ，在初始时，采用加权最小连接调度算法，并为虚拟机群中虚拟机设置初始的权值。8. 如权利要求1所述的虚拟化计算平台中应用请求调度的方法，其特征在于，所述步 骤1前还包括步骤81，在一个物理机器上配置不同资源密集型的服务对应的虚拟机。9. 一种虚拟化计算平台中应用请求调度的系统，包括运行于物理节点上的虚拟机，其 特征在于，系统还包括中控模块，用于采集各个虚拟机的资源总量，并将各个虚拟机的资源总量反馈给调度 器模块；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯斌全，宋莹，王若倪，孙毓忠，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]