[发明专利]云计算管理平台的全阶段负载分担综合优化方法

说明书

本发明提供的云计算管理平台的全阶段负载分担综合优化方法，综合了平台虚拟机的各个资源利用状况，提高全阶段资源利用效率，相比现有技术存在两个明显的进步，一是在创建虚拟机时，原算法只根据内存大小选择物理主机，本发明算法综合考虑了中央处理器、内存、硬盘等多个因素，结果更加准确；二是原算法只在虚拟机的部署阶段起作用，本发明算法在任何阶段都能起作用，能够在系统运行时根据实际情况进行自动负载调整。通过实验论证和对比得出，当使用本发明提供的方法后，各物理主机之间中央处理器、内存和硬盘的负载差别明显变小，负载较大时云计算管理平台的整体性能有明显提高。

技术领域

本发明涉及一种全阶段负载分担综合优化方法，特别涉及一种云计算管理平台的全阶段负载分担综合优化方法，属于云平台负载优化技术领域。

背景技术

近些年来，云计算产业迅猛发展，云计算相关的技术也越来越多，越来越先进。传统模式下，企业如想搭建一个信息技术平台，需自己去采购硬件和软件等基础设施，这种方式成本太高，不利于平台的扩展。云计算的出现让服务商来配置基础设施，搭建云计算管理平台，用户只需向服务商购买对应服务。云计算管理平台将各硬软件资源虚拟化形成云计算管理平台数据中心，通过云计算管理平台数据中心对外提供云服务，用户按需从云计算管理平台数据中心获得计算、储存、网络云服务，底层的基础设施是透明的，云计算的各种服务都在云计算管理平台数据中心上开展，对资源的调度也是针对云计算管理平台数据中心。众多云计算服务商建设了自己的数据中心，但问题也同样越来越明显，数据中心的服务器不能平均的消化分担负载，经常出现某些服务器超负荷工作，与此同时另外一些服务器处于低负载工作状态，这无疑会降低云计算服务的质量，缩短服务器的寿命，基于以上原因，对云计算平台负载分担综合优化很有必要。

云计算管理平台从诞生至今一直备受国内外开发者追捧，在OpenStack开源社区，有大约140家企业以及1740位分布全球各地的开发者对云平台强力支持，这些企业和技术专家把云平台看做基础设施即服务的代表进行研究学习，虚拟技术的发展大大加速了云计算的推进，随着云计算管理平台应用越来越广泛，使用云计算管理平台服务的企业和个人越来越多，云计算管理平台在负载分担优化方面的缺陷影响越来越大。在大规模集群环境下，网络环境变化快，用户请求量巨大，云计算管理平台本身的负载分担优化策略不能动态适应网络环境变化，不能根据负载变化进行优化调节，一些物理主机长期超载运行，对物理主机的性能和硬件的保养都不利，同时也有一些物理主机长期低载运行，造成了大量的资源浪费。虚拟化技术的出现及在线迁移技术的日益成熟，给云计算管理平台的动态负载分担优化实现提供了很大的技术支持。

云计算作为一门新兴的计算机技术，虽然有众多专家学者、开源论坛开发爱好者等的鼎力支持研究，仍然存在一些需要改进的地方。综合来看，现有技术的云计算管理平台负载分担方法主要存在以下几点缺陷：一是当接收到创建虚拟机实例的请求，云计算管理平台负载均衡模块仅根据内存的大小来选择一个剩余内存最大的物理主机来创建虚拟机实例，但云平台资源利用率与很多指标都有密切关系，除了内存大小，还有中央处理器个数、磁盘容量、网络带宽等，云计算管理平台仅将内存作为唯一的考虑指标明显不合理，这样选出的物理主机也许可满足创建虚拟机实例的要求，但是很难是最合适的主机，在一个不合适的物理主机上新建虚拟机实例所耗费的各种资源总和远超过在一个合适的物理主机上创建虚拟机实例的资源总和，现有技术的方法在有些情况下不仅起不到负载优化的作用，反而可能起到适得其反的效果；二是现有技术的云计算管理平台负载均衡策略只在部署阶段其作用，也就是当Nova收到虚拟机创建请求时，Scheduler模块会发挥作用，选择一个合适的物理主机创建虚拟机实例，但如果某一个物理主机因为网络环境或其它因素出现超负载运行，调度器无法移动虚拟机实例来降低负载，这需要云计算管理平台根据动态数据进行虚拟机调度，需要利用监控器实时监测各物理主机的资源利用状态，也需要动态迁移技术的支持，可以更好的提高资源利用率，但现有技术没有相关方面的改进设计；三是现有技术部分负载分担优化方法算法的复杂度较高，并且没有联系真实的平台资源利用状况，受到计算复杂度高的限制，不能推广到实际应用中，几乎没有实用价值，很多时候反而会对平台的正常工作产生干扰。