一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及互联网通信领域，公开了一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法，包括：首先生成超载服务器列表，按照最优先所需资源的利用率由小到大排序，形成有序的待迁移虚拟机列表，并将有序待迁移虚拟机列表中的虚拟机迁移到目标服务器上；然后选出处于低载状态且能效比最小的服务器sm，对其上的所有虚拟机使用能效感知的负载分配策略预分配到其它服务器上，若都预分配成功，则迁移服务器上的所有虚拟机，并再搜索是否还存在满足条件的服务器sm，否则不迁移并结束低载服务器虚拟机分配阶段。本发明专利技术可实现更低能耗负载分配和虚拟机迁移，有效提高了数据中心内服务器的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法及系统
本专利技术属于互联网通信领域，尤其涉及一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法及系统。
技术介绍
目前数据中心的节能方法中都没有考虑数据中心内服务器的异构性，如不同批次进购的服务器的型号和性能一般会有差异，这也就导致不同服务器的能效比(Performance/Power)不同。由此，本专利技术在分配负载和虚拟机迁移中考虑了服务器的能效因素，提出了一种使数据中心更节能的方法。目前已有的基于虚拟机迁移和负载感知整合的云数据中心节能方法，整合过程是基于负载运行特征的，依据负载使用资源的优先级，将虚拟机或负载分配到数据中心内空闲资源最多的物理服务器上。而数据中心节能技术未考虑不同机型服务器的单位能效比（执行单次计算所需的能耗），而是在假设数据中心中服务器运行同样的CPU、MemoryI/O和Network所消耗的能量是一样的前提下，依据请求的资源量和优先级进行分配的。优先关闭利用率低且能效比也低的服务器，使数据中心内的服务器在能效比较高的情况下运行，能够更充分利用已有资源、节省更多的能量。本专利技术的专利技术人在实施过程发现现有的基于虚拟机迁移和负载感知整合的云数据中心节能方法存在以下缺点：(1)待迁移的虚拟机总共所需的资源可能超过备选服务器集群空闲资源情况PMidle的总值，会导致经过整合算法后仍有一些服务器在低利用率下运行；(2)其次，当前现有方案将待迁移的虚拟机列表中资源利用率最小的分配给服务器空闲资源最多的物理服务器上，而这个服务器空闲资源情况PMidle中空闲资源最多的必然是那些待迁移服务器，这样会导致优先填满的是那些最空闲的服务器，出现待迁移的虚拟机资源需求较大时，就没有满足条件的空闲物理机供选择。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法及系统，旨在解决当前数据中心能耗过大和服务器机型各异导致异构性的问题。为此，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法，包括：a、实时监测数据中心服务器及虚拟机的运行状态和资源使用情况，并定期记录服务器的运行状态和资源利用率信息，计算服务器的资源空闲情况及各个服务器的能效比序列，生成一个超载服务器列表；b、遍历所述超载服务器列表，选出超载服务器列表上最优先所需资源利用率最小的虚拟机标记迁出，并更新服务器资源信息，然后按照步骤a检测服务器是否超载，直至检测出全部服务器不超载，按照最优先所需资源的利用率由小到大排序，形成有序的第一待迁移虚拟机列表；c、对服务器空闲资源依据服务器能效比由大到小排序，遍历所述第一待迁移虚拟机列表，找到能效比大且能够预分配成功的第一目标服务器，将第一待迁移虚拟机列表中的虚拟机迁移到所述第一目标服务器上；d、采集反映服务器资源利用率情况及能效比的相关数据，若服务器的资源利用率保持低于预期设定的阈值，搜寻整个数据中心所有服务器，选出处于低载状态且能效比最小的一个服务器sm；e、若存在步骤d所述的服务器sm，则对服务器sm上的所有虚拟机使用能效感知的负载分配策略预分配到其它服务器上，若服务器sm上所有的虚拟机都能预分配成功，则按照预分配方案迁移服务器sm上的所有虚拟机，关闭服务器sm并更新服务器资源信息，重复步骤d和步骤e。另外，本专利技术实施例还进一步提供了如下技术方案：一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能系统，包括：超载服务器列表生成模块，用于实时监测数据中心服务器及虚拟机的运行状态和资源使用情况，并定期记录服务器的运行状态和资源利用率信息，计算服务器的资源空闲情况及各个服务器的能效比序列，生成一个超载服务器列表；第一待迁移虚拟机列表形成模块，用于遍历所述超载服务器列表，选出超载服务器列表上最优先所需资源利用率最小的虚拟机标记迁出，并更新服务器资源信息，然后再采用超载服务器列表生成模块检测服务器是否超载，直至检测出全部服务器不超载，按照最优先所需资源的利用率由小到大排序，形成有序的第一待迁移虚拟机列表；超载虚拟机迁移模块，用于对服务器空闲资源依据服务器能效比由大到小排序，遍历所述第一待迁移虚拟机列表，找到能效比大且能够预分配成功的第一目标服务器，将待迁移虚拟机列表中的虚拟机迁移到所述第一目标服务器上；数据采集模块，用于采集反映服务器资源利用率情况及能效比的相关数据，若服务器的资源利用率保持低于预期设定的阈值，搜寻整个数据中心所有服务器，选出处于低载状态且能效比最小的一个服务器sm；低载虚拟机迁移模块，用于在若存在所述服务器sm时，则对服务器sm上的所有虚拟机使用能效感知的负载分配策略预分配到其它服务器上，若服务器sm上所有的虚拟机都能预分配成功，则按照预分配方案迁移服务器sm上的所有虚拟机，关闭服务器sm并更新服务器资源信息。相对于现有技术，本专利技术实施例提供的数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法及系统通过数据采集、负载分配策略、虚拟机迁移算法优化等解决了能耗过大和服务器机型各异导致的异构性的问题，能充分考虑数据中心内服务器的不同能效比，实现更低能耗负载分配和虚拟机迁移，有效提高了数据中心内服务器的利用率。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法的流程图；图2是图1所示流程图步骤102中选出待迁移的虚拟机列表的流程示意图；图3是图1所示流程图步骤105中使用能效感知的负载分配策略进行预分配的流程示意图；图4是本专利技术第二实施例提供的数据中心负载分配及虚拟机迁移节能系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一图1是本专利技术第一实施例提供的一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法的方法流程图，其包括步骤101至步骤107。步骤101、采集反映服务器资源利用率情况及能效比的相关数据，生成超载服务器列表；本步骤实时监测数据中心服务器及虚拟机的运行状态和资源使用情况，并定期记录服务器的运行状态和资源利用率信息，计算服务器的资源空闲情况及各个服务器的能效比序列，生成一个超载服务器列表；步骤102、从超载服务器列表中选出待迁移的虚拟机列表VM；本步骤遍历该超载服务器列表，选出超载服务器列表上最优先所需资源利用率最小的虚拟机标记迁出，并更新服务器资源信息，然后按照步骤101检测服务器是否超载，直至检测出全部服务器不超载，按照最优先所需资源的利用率由小到大排序，形成有序的第一待迁移虚拟机列表；步骤103、待迁移的虚拟机列表VM中选用虚拟机分配策略，并依次分配到相应服务器上；本步骤对服务器空闲资源依据服务器能效比由大到小排序，遍历第一待迁移虚拟机列表，找到能效比大且能够预分配成功的第一目标服务器，将第一待迁移虚拟机列表中的虚拟机迁移到该第一目标服务器上；步骤104、依据各服务器资源利用率和能效比情况，检测是否存在处于低载状态且能效比最低的服务器sm，若是，继续执行后续步骤，否则，结束本流程。本步骤采集反映服务器资源利用率情况及能效比的相关数据，若服务器的资源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法，其特征在于，包括：a、实时监测数据中心服务器及虚拟机的运行状态和资源使用情况，并定期记录服务器的运行状态和资源利用率信息，计算服务器的资源空闲情况及各个服务器的能效比序列，生成一个超载服务器列表；b、遍历所述超载服务器列表，选出超载服务器列表上最优先所需资源利用率最小的虚拟机标记迁出，并更新服务器资源信息，然后按照步骤a检测服务器是否超载，直至检测出全部服务器不超载，按照最优先所需资源的利用率由小到大排序，形成有序的第一待迁移虚拟机列表；c、对服务器空闲资源依据服务器能效比由大到小排序，遍历所述第一待迁移虚拟机列表，找到能效比大且能够预分配成功的第一目标服务器，将第一待迁移虚拟机列表中的虚拟机迁移到所述第一目标服务器上；d、采集反映服务器资源利用率情况及能效比的相关数据，若服务器的资源利用率保持低于预期设定的阈值，搜寻整个数据中心所有服务器，选出处于低载状态且能效比最小的一个服务器sm；e、若存在步骤d所述的服务器sm，则对服务器sm上的所有虚拟机使用能效感知的负载分配策略预分配到其它服务器上，若服务器sm上所有的虚拟机都能预分配成功，则按照预分配方案迁移服务器sm上的所有虚拟机，关闭服务器sm并更新服务器资源信息，重复步骤d和步骤e。...

【技术特征摘要】
1.一种数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法，其特征在于，包括：a、实时监测数据中心服务器及虚拟机的运行状态和资源使用情况，并定期记录服务器的运行状态和资源利用率信息，计算服务器的资源空闲情况及各个服务器的能效比序列，生成一个超载服务器列表；所述服务器的能效比为消耗同样能量不同机型服务器所能完成的计算次数；b、遍历所述超载服务器列表，选出超载服务器列表上最优先所需资源利用率最小的虚拟机标记迁出，并更新服务器资源信息，然后按照步骤a检测服务器是否超载，直至检测出全部服务器不超载，按照最优先所需资源的利用率由小到大排序，形成有序的第一待迁移虚拟机列表；c、对服务器空闲资源依据服务器能效比由大到小排序，遍历所述第一待迁移虚拟机列表，找到能效比大且能够预分配成功的第一目标服务器，将第一待迁移虚拟机列表中的虚拟机迁移到所述第一目标服务器上；d、采集反映服务器资源利用率情况及能效比的相关数据，若服务器的资源利用率保持低于预期设定的阈值，搜寻整个数据中心所有服务器，选出处于低载状态且能效比最小的一个服务器sm；e、若存在步骤d所述的服务器sm，则对服务器sm上的所有虚拟机使用能效感知的负载分配策略预分配到其它服务器上，若服务器sm上所有的虚拟机都能预分配成功，则按照预分配方案迁移服务器sm上的所有虚拟机，关闭服务器sm并更新服务器资源信息，重复步骤d和步骤e；所述步骤e中的能效感知的负载分配策略包括如下步骤：I、将步骤e中的虚拟机按照最优先所需资源的利用率由小到大排序生成第二待迁移虚拟机列表，对服务器空闲资源依据服务器能效比由大到小排序，依次遍历所述第二待迁移虚拟机列表，针对每个待迁移的虚拟机再遍历空闲资源列表，找到能效比大且能够预分配成功的第二目标服务器；II、将所述第二待迁移虚拟机列表中的虚拟机标记迁移到所述第二目标服务器上，生成迁移方案。2.如权利要求1所述的数据中心负载分配及虚拟机迁移节能方法，其特征在于，所述方法还包括：若服务器sm上的虚拟机不能全部成功预分配，或步骤d不能得到一个满足条件的服务器sm，则结束步骤。3.一种数据中心负载分配及虚拟机迁...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，向洁，须成忠，张帆，李宇飞，陈光华，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：