[发明专利]一种云平台中资源利用率最大化的公平分配方法

说明书

本发明公开了一种云平台中资源利用率最大化的公平分配方法，在统计所有用户的资源需求的基础上，通过构造的最优化模型，在满足约束条件的情况下，求解最大化资源利用率下资源的虚拟价格以及用户的最大任务数，其中，资源价格是虚拟。这样在资源价格虚拟的基础上，获得资源分配均等约束下的用户最大任务数，保证了资源分配的公平，同时极大地提高了资源利用率。

技术领域

本发明属于云计算技术领域，更为具体地讲，涉及一种云平台中资源利用率最大化的公平分配方法。

背景技术

随着云计算的技术的成熟，越来越多的企业或个人将计算和存储任务提交到云计算平台上执行。2011年以前，云计算资源分配的方式主要是先进先出(FIFO)和比例公平(PF)分配两种方式。其中，先进先出分配方式(FIFO)为按照用户提交计算和存储任务的顺序，优先分配资源给先提交计算和存储任务的用户；比例公平分配方式(PF)通过求解一个满足资源约束且以用户任务数的对数之和最大化为目标的数学规划得到资源分配方案，该资源分配方案在兼顾收益之和最大化的同时，充分考虑了用户之间的公平性。这两种方式会造成资源的分布的不均和部分资源的闲置，以至资源的整体利用率较低。

2011年，美国学者提出占优资源公平分配机制(DRF)，并迅速被应用Mesos平台和Yarn平台，成为资源分配的主流分配机制，并被应用于多个领域。

占优资源公平分配机制(DRF)指提交计算或存储任务的用户的资源分配应该由用户的占优份额的资源决定，占优份额的资源是在所有已经分配给用户的多种资源中，占据最大份额的一种资源。简而言之，占优资源公平分配机制(DRF)试图最大化所有用户中最小的占优份额的资源。然而，占优资源公平分配机制在某些情形下并不能解决资源利用率过低的问题。

目前，因为资源使用方的工作性质会严重依赖于某种资源，例如气象部门会特别依赖于CPU，媒体部门会特别依赖于存储或带宽资源，对于资源提供商来说会造成服务器CPU满负荷运载但大量内存闲置或者恰好相反的情况。所以将各类虚拟资源统一管理，建立高性能计算平台，能有效地提高资源利用率。但是如何公平有效地分配计算资源是管理者面临的主要问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种云平台中资源利用率最大化的公平分配方法，在保证公平的前提下，能极大地提高资源利用率。

为实现上述发明目的，本发明云平台中资源利用率最大化的公平分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、用户向云平台的资源管理服务器提出资源需求(D_i1,D_i2,…,D_im)，其中，i为用户编号，i＝1,2,…,n，n为用户数量，m为资源种类数量；

(2)、云平台的资源管理服务器获取云平台的数据中心每种资源可用总量C_r，r＝1,2,…,m；

云平台的资源管理服务器获取用户资源需求，并计算其标准化资源需求(d_i1,d_i2,…,d_im)，其中，d_ir＝D_ir/C_r；

令v_r表示资源r的虚拟价格，令x_i表示分配给用户i的能处理的最大任务数，即对资源d_ir的倍数，在云平台的资源管理服务器中构造一最优化模型，即最大化资源利用率c，约束条件为：

资源利用率限制：

对每种资源r＝1,2,…,m (1)；

资源总量限制：

对每种资源r＝1,2,…,m (2)；

资源分配均等限制：