基于虚拟机迁移的网络资源调度方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟机迁移的网络资源调度方法，包括：检测到计算节点的网络流量超过预设定的网络流量阈值时，评估计算节点上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，以及，评估给定时间段内计算节点上各虚拟机的平均网络流量；计算各虚拟机的平均网络流量与对应的预期内存拷贝完成时间的比值；根据所述比值确定各虚拟机的迁移优先级，其中虚拟机的所述比值高的迁移优先级高，并根据各虚拟机的迁移优先级确定待迁移的虚拟机；将计算节点上确定的待迁移的虚拟机迁移到目标计算节点。采用本发明专利技术，可以降低计算节点上的网络负载，并且使得迁移操作的实际效益最大化。本发明专利技术还公开了基于虚拟机迁移的网络资源调度系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机网络资源调度
，更具体涉及基于虚拟机迁移的网络资源调度方法和系统，以及用于网络资源调度的计算设备。
技术介绍
云计算技术中的“热迁移”技术可以将运行中的虚拟机状态完整保存下来，同时快速部署到其他硬件平台上。在迁移过程之中，虚拟机平滑运行，用户基本上不会察觉到任何差异。借助于“热迁移”技术，云计算系统能够进行实时负载调度。如某一时间内单个计算节点上网络负载过重，云计算系统可以利用“热迁移”技术将虚拟机迁出该计算节点；而另一时间内，全部计算节点网络均处于轻负载工作状态，则可以将几个计算节点上的虚拟机合并到一个计算节点上，并使空闲计算节点休眠，从而达到节能减耗的作用。目前人们对虚拟机网络资源已经提出了多种调度策略，但较少有切实可行的迁移目标选择策略。例如，当系统判定一台计算节点的网络负载过重时，需要将其承载虚拟机迁移到其他计算节点。此时面临两个问题目标虚拟机的选择与迁移目标计算节点的选择。公开号为CN102117226A的专利申请提供了一种资源调度及资源调度方法，该专利申请的技术方案中，当某一物理主机上一种或几种资源的利用率达到设定利用率时，则将该物理主机上的一个或多个虚拟机迁移到资源未达设定利用率的其它物理主机上，使迁移操作后的物理主机上所有资源利用率一致。这种资源调度方法只提供了负载均衡一种调度策略。它要求各节点平均分担负载，以保证资源利用率接近一致。然而该策略却很难满足云计算系统的节能减耗需求。然而，当系统处于轻负载工作状态，大部分资源闲置，该策略也要求全部计算节点都处于工作状态，这不利于节约能耗。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了解决计算节点或设备上网络负载过重问题的网络资源调度方法、系统以及用于网络资源调度的计算设备。根据本专利技术的一方面，提供了一种网络资源调度方法，包括检测到计算节点的网络流量超过预设定的网络流量阈值时，评估所述计算节点上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，以及，评估给定时间段内所述计算节点上各虚拟机的平均网络流量；计算各虚拟机的平均网络流量与对应的预期内存拷贝完成时间的比值；根据所述比值确定各虚拟机的迁移优先级，其中虚拟机的所述比值高的迁移优先级高，并根据各虚拟机的迁移优先级确定待迁移的虚拟机；将所述计算节点上确定的待迁移的虚拟机迁移到目标计算节点。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种用于网络资源调度的计算设备，所述计算设备上装载有多台虚拟机，所述计算设备包括检测模块，用于检测到计算设备的网络流量是否超过预设定的网络流量阈值；虚拟机迁移选择模块，用于执行以下功能在所述检测模块检测为是时，评估所述计算设备上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，以及，评估在给定时间段内所述计算设备上的各虚拟机的平均网络流量；计算各虚拟机的平均网络流量与对应的预期内存拷贝完成时间的比值；以及根据所述比值确定各虚拟机的迁移优先级，其中虚拟机的所述比值高的迁移优先级高，并根据各虚拟机的迁移优先级确定待迁移的虚拟机；虚拟机迁移执行模块，用于将所确定的待迁移的虚拟机迁移到目标计算设备。根据本专利技术的又一方面，还提供了一种网络资源调度系统，包括网络中的多台计算节点，其中每台计算节点上装载有至少一台虚拟机；调度设备，所述调度设备包括检测模块，用于检测到源计算节点的网络流量是否超过预设定的网络流量阈值；虚拟机迁移选择模块，用于执行以下功能在所述检测模块检测为是时，评估所述计算节点上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，以及，评估在给定时间段内所述计算节点上的各虚拟机的平均网络流量；计算各虚拟机的平均网络流量与对应的预期内存拷贝完成时间的比值；以及根据所述比值确定各虚拟机的迁移优先级，其中，虚拟机的所述比值高的迁移优先级高，并根据各虚拟机的迁移优先级确定源计算节点的待迁移的虚拟机；虚拟机迁移执行模块，用于将所确定的源计算节点的待迁移的虚拟机迁移到目标计算节点。本专利技术通过检测到某计算节点或设备的网络流量超过预设定的网络流量阈值时， 利用计算节点或设备上各虚拟机的平均网络流量以及各虚拟机的预期内存拷贝完成时间选择计算节点设备上最适合迁移的虚拟机，并将选择出的虚拟机迁移到其他计算节点或设备上从而降低计算节点上的网络负载。进一步地，通过对选择出的最适合迁移的虚拟机进行迁移操作，可以使得迁移操作的实际效益最大化，并且使得能够有效利用计算节点或设备的网络资源。附图说明图I是根据本专利技术实施例的网络资源调度方法的流程示意图。图2是本专利技术网络资源调度方法的一实施例中估计计算节点中需迁移的虚拟机网络带宽总量目标的过程示意流程图。图3是本专利技术网络资源调度方法的一实施例中选择迁移目标计算节点的过程示意流程图。图4是根据本专利技术一实施例的用于网络资源调度的计算设备的示意框图。图5是根据本专利技术另一实施例的用于网络资源调度的计算设备的示意框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例进行详细说明。根据本专利技术实施例提供的一种网络资源调度方法，在检测到计算节点的网络流量超过预设定的网络流量阈值时，统计该计算节点上的各虚拟机的迁移优先级，并根据虚拟机的迁移优先级确定待迁移的虚拟机，然后将所确定的待迁移的虚拟机迁移到网络中的其他计算节点。在本专利技术一实施例中，一种网络资源调度方法，包括步骤S101，检测到计算节点的网络流量超过预设定的网络流量阈值时，评估所述计算节点上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间。迁移虚拟机是一项加重计算负载，又相当耗时的操作。在迁移过程中，系统要完成虚拟机内存镜像对拷，通过网络将虚拟机的内存数据自一台计算节点传送至另一台计算节通常，每台虚拟机的内存容量通常是恒定的，内存脏页率相对稳定。例如，在一定时间内虚拟机每个内存页变脏的概率接近相等，它决定着迁移过程中需要反复迭代传输的数据总量。在本专利技术的可选实施方式中，内存脏页率可以是指内存脏页概率，或者内存脏页产生速率,或者两者结合考虑得到的评价参数。现有操作系统一般以内存页为单位管理内存。当程序需要使用内存时可向系统申请，并由系统分配一定数量的内存页供其使用。内存页“变脏”即指内存页中数据发生了改变。程序运行过程中，随着资源的不断占用与释放，系统为其分配的内存页会被不断更新。 内部数据未发生改变的内存页被称为“干净”的页面；发生数据改变的页面则称为“脏”页面。为了尽可能实现“无缝迁移”，系统还必须对迁移过程中虚拟机产生的“脏数据”不断更新，以实现迁移双方内存数据的完整匹配。因此，迁移虚拟机所用时间不但取决于虚拟机内存大小、计算节点间的网络带宽，也取决于虚拟机内存的“脏页”产生速率。设虚拟机的总内存容量M,单位时间内网络迁移速度V (在本申请中指迁移操作时可利用的网络带宽，通常由服务器网络环境和相关网络配置所决定)，内存页变脏率 k(0 < k < I)，在第η时刻，虚拟机的剩余待传内存容量为y (η)。则可得如下差分方程y (n+1) = y (n) -v+k [M-y (η)]式(I)由于未传内存页变脏并不会引起传输数据总量的增加，因此最右端一项 k[M-y(n)]表示单位时间内已传数据页变脏产生的数据增量。整理式(I)得y (n+1) - (l~k) y (η) = kM_v 式(2)从式(2)中可以看出，该方程为一阶非齐次线性差分方程。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络资源调度方法，包括：检测到计算节点的网络流量超过预设定的网络流量阈值时，评估所述计算节点上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，以及，评估给定时间段内所述计算节点上各虚拟机的平均网络流量；计算各虚拟机的平均网络流量与对应的预期内存拷贝完成时间的比值；根据所述比值确定各虚拟机的迁移优先级，其中虚拟机的所述比值高的迁移优先级高，并根据各虚拟机的迁移优先级确定待迁移的虚拟机；将所述计算节点上确定的待迁移的虚拟机迁移到目标计算节点。

【技术特征摘要】
1.一种网络资源调度方法，包括 检测到计算节点的网络流量超过预设定的网络流量阈值时，评估所述计算节点上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，以及，评估给定时间段内所述计算节点上各虚拟机的平均网络流量； 计算各虚拟机的平均网络流量与对应的预期内存拷贝完成时间的比值； 根据所述比值确定各虚拟机的迁移优先级，其中虚拟机的所述比值高的迁移优先级高，并根据各虚拟机的迁移优先级确定待迁移的虚拟机； 将所述计算节点上确定的待迁移的虚拟机迁移到目标计算节点。2.根据权利要求I所述的网络资源调度方法，其特征在于，检测到计算节点的网络流量超过预设定的网络流量阈值的步骤之后，还包括根据所述网络带宽最大容量计算所述计算节点上需预留的网络带宽总量，并因而进一步计算得到需迁移出的虚拟机网络带宽总量目标；以及， 根据各虚拟机的迁移优先级确定待迁移的虚拟机，包括 依次选择迁移优先级高的虚拟机为待迁移的虚拟机，直至迁移出的虚拟机的网络流量总量达到所述虚拟机网络带宽总量目标。3.根据权利要求I所述的网络资源调度方法，其特征在于，评估所述计算节点上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，包括 对于所述计算节点上的每一个虚拟机，根据虚拟机的内存容量、内存脏页率以及网络迁移速度确定虚拟机的预期内存拷贝完成时间。4.根据权利要求2所述的网络资源调度方法，其特征在于，根据所述网络带宽最大容量计算所述计算节点上需预留的网络带宽总量，并因而进一步计算得到要迁移的虚拟机网络带宽总量目标的步骤，包括 统计给定时间段内不同时刻的所述计算节点的网络流量，其中，所述计算节点的网络流量为所述计算节点上的各虚拟机的网络流量之和； 计算所述计算节点的网络流量均值估计和网络流量标准差估计； 根据所述计算节点的网络带宽最大容量以及所述网络流量标准差估计计算出所述计算节点需预留的网络带宽总量；以及 根据所述计算节点的网络流量均值估计和所述计算节点需预留的网络带宽总量计算得到所述计算节点上需迁移出的虚拟机网络带宽总量。5.根据权利要求I或2所述的网络资源调度方法，其特征在于，在将所述计算节点上确定的待迁移的虚拟机迁移到目标计算节点的步骤之前，还包括 获取网络中第η时刻其他各计算节点的网络流量Iii (η)以及所述计算节点上待迁移的虚拟机的网络流量V (η)； 将第η时刻其他各计算节点的网络流量与所述待迁移的虚拟机的网络流量叠加，得到迁移后其他各计算节点的预测网络流量Pi (η) =^(η)+ν(η)； 基于其他各计算节点的预测网络流量Pi (η)对其他各计算节点的网络流量进行预测分析，得到第η+1时刻其他各计算节点的预测网络流量Pi (η+1)； 判断其他各计算节点的网络带宽最大容量在η+1时刻能否满足其他各计算节点的预测网络流量Pi (η+1)的负载需求；为满足负载需求的计算节点进行负载能力排序； 选择或者依次选择负载能力最高的计算节点作为目标计算节点；或者，选择或者依次选择负载能力最低的计算节点作为目标计算节点。6.一种用于网络资源调度的计算设备，所述计算设备上装载有多台虚拟机，所述计算设备包括 检测模块，用于检测到计算设备的网络流量是否超过预设定的网络流量阈值； 虚拟机迁移选择模块，用于执行以下功能 在所述检测模块检测为是时，评估所述计算设备上的各虚拟机的预期内存拷贝完成时间，以及，评估在给定时间段内所述计算设备上的各虚拟机的平均网络流量； 计算各虚拟机的平均网络流量与对应的预期内存拷贝完成时间的比值；以及根据所述比值确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨，陈松林，孙国忠，樊兴军，
申请(专利权)人：曙光云计算技术有限公司，
类型：发明
国别省市：