[发明专利]一种虚拟机调度方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟机技术领域，更具体地说，涉及一种虚拟机调度方法及系统。

背景技术

随着虚拟化技术的发展，虚拟化技术在数据中心得到了广泛的应用，数据中心通过虚拟化技术可以在一台物理主机上虚拟出多台相互隔离的虚拟机（Virtual Machine,VM），各虚拟机可以同时运行相互独立的操作系统，这些客户操作系统（guest OS）通过虚拟机管理器（Virtual Machine Manager，VMM）访问实际的硬件资源。通过虚拟化技术的应用，数据中心能够应对日益增长数据处理需求。

然而随着数据中心规模的飞速增长，其带来的电力消耗成为必须解决的关键问题之一。目前数据中心主要通过提高硬件利用率和降低功耗节省能耗，主要采用的手段有硬件调频调压、电源管理、及基于虚拟机实时迁移的调度等技术。虚拟机实时迁移是指在虚拟机不中断服务的情况下从一个节点转移到另一个节点运行，一般使用内存增量拷贝等技术，存在一定的迁移时间，并会带来网络和能耗的开销。

目前虚拟机的调度，主要以解决虚拟机放置为主，一般通过建立装箱问题模型进行求解：基于装箱问题模型，结合虚拟机放置、负载预测、QoS多约束最优化问题求解，得出虚拟机的最优部署方案。可以看出，现有的虚拟机调度方案较少考虑节能因素，在要求节能目的地情境下，现有的虚拟机的实时迁移方案缺乏针对性，节能效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种虚拟机调度方法及系统，以解决现有虚拟机调度方案缺乏节能针对性，改善节能效果。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种虚拟机调度方法，包括：

在虚拟机离线状态下，对虚拟机集群的运行日志进行分析，得到虚拟机集群中的各虚拟机作业的运行特点；

根据所述各虚拟机作业的运行特点，拟合得到虚拟机各负载相关参数的特征曲线；

根据所述特征曲线，将虚拟机运行周期分为多个初始阶段，在所述特征曲线中对所划分的多个初始阶段进行资源需求量计算，得到第一直方图，所述第一直方图表示初始的虚拟机资源需求变化关系；

调用动态规划算法对所述第一直方图进行局部资源分配最优调整，得到第二直方图，根据所述第二直方图进行最终阶段划分；

根据第二直方图，求解分阶段图模型，通过求解分阶段图模型确定虚拟机迁移路径。

其中，所述根据所述特征曲线，将虚拟机运行周期分为多个初始阶段的过程包括：

以虚拟机集群监视的单位周期为一个周期长度，将所述特征曲线对应的虚拟机运行周期划分为多个初始阶段，一个初始阶段的长度与所述一个单位周期长度对应；

所述在所述特征曲线中对所划分的多个初始阶段进行资源需求量计算，得到第一直方图的过程包括：

确定各阶段的负载参数值，得到虚拟机各初始阶段的资源需求，将虚拟机各初始阶段的资源需求表现为第一直方图。

其中，所述调用动态规划算法对所述第一直方图进行局部资源分配最优调整，得到第二直方图的过程包括：

调用Ei=min{E_j+TE_j→i+RE_j+1→i}，0≤j＜i对所述特征曲线中的负载参数进行调整，从而调整第一直方图，得到第二直方图，其中，TE_j→i为虚拟机从阶段j到阶段i的迁移能耗，RE_j+1→i为虚拟机从阶段j+1到阶段i状态的运行能耗。

其中，所述根据第二直方图，求解分阶段图模型的过程包括：

以虚拟机集群的当前状态为起点，通过迁移模型得到下一运行阶段的若干种虚拟机放置状态；

对于每种状态，其在一个运行阶段的开销通过能耗模型得到，设为一条连接该状态前端点和后端点的一条边，即为运行边，该边长度为虚拟机保持在该状态下一个运行阶段的开销；

对于前后相邻的两个运行时长中的状态，其转移开销通过虚拟机迁移开销模型得到，设为前一个状态后端点到下一个状态前端点的一条边，即为转移边，该边长度为集群状态改变的调整或迁移开销；

设所有作业的公共周期为T个运行阶段，则图模型在到达第2T个运行阶段后下一个运行阶段为第T+1个运行阶段。

其中，所述通过求解分阶段图模型确定虚拟机迁移路径的过程包括：

从起点开始到终点为第2T+1个阶段的任一状态的一条最短路径，其开销为该路径上4T+1条边的长度和，其中2T+1条转移边，2T条运行边；该最短路径为虚拟机迁移路径。