[发明专利]一种基于资源状态的虚拟机结构调整方法和调整系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种云资源虚拟机调整方法，尤其是一种基于资源状态的虚拟机结构调整方法；本发明还涉及一种基于资源状态的虚拟机结构调整系统。

背景技术

目前，云计算的发展已经取得了长足的进步，越来越多的企业认可并使用公有云平台上的IT资源以满足本企业对外提供的Web服务。具体来说，云平台提供商将其掌握的IT资源（如服务器、存储、网络等）构成若干的标准服务单元；云平台服务的使用者（租户）一般采用弹性云的使用方法，即租用若个标准服务单元（一般的，标准服务单元的CPU、内存等配置不同），并对其进行拓扑结构上的链接与配置，形成大型、分布式Web应用所需的拓扑结构。可以看出，云平台的提供商和使用者2者的目标是矛盾的：云服务提供商追求利润最大化，以最小的成本获得最大的收入，而云服务使用着追求Web应用的系统响应时间最短、最稳定可靠等。

现有技术中，所述的标准服务单元一般是指几类标准配置的虚拟机，较为典型的是亚马逊弹性云平台提供的几种类型的虚拟机，如图1所示：标准的CPU/内存比较平衡的虚拟机、小型的虚拟机、高内存型虚拟机、高CPU型虚拟机、多核虚拟机等。 

上述虚拟机组合已属比较复杂的虚拟机组合，但是，相比于成千上万的各种Web应用及其具体的部署方式而言，尤其是多层次分布式Web应用，如图2所示，仍然是小巫见大巫。在云平台可用资源（各种类型、大小的虚机）可变、各种工作负载（如虚拟机的CPU、内存、存储、网络）可变的情况下，如何以最小代价提供足够好的整体Web应用性能给租用云平台资源的租用者及其用户成为云平台提供商的极大挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提出一种能够使云平台服务提供商以最小的代价满足云租户要求的基于资源状态的虚拟机结构调整方法；本发明还提出一种实现上述调整方法的虚拟机结构调整系统。

为达到上述目的，本发明所采用的第一个技术方案是：

一种基于资源状态的虚拟机结构调整方法，包括如下步骤：

步骤1、采集云资源池中虚拟化层和虚拟机的云资源状态数据；

步骤2、基于采集到的云资源状态数据，建立一个表征当前云资源池和工作负载对应物理资源的资源模型；

步骤3、基于资源模型，计算多层Web应用系统的阶段成本，得出需要为多层Web应用系统的当前阶段分配的虚拟机结构；

步骤4、根据步骤3的计算结果，对虚拟化层和虚拟机发出控制指令，调整当前阶段服务于多层Web应用系统的虚拟机结构。

上述技术方案还可以进一步完善：

作为优选，步骤2进一步包括当前云资源成本估计、多层Web应用转移概率估计、节点服务率估计、模型参数估计及调整的步骤。

作为优选，物理资源是指云资源池中各种类型的虚拟机。

作为优选，步骤3进一步包括如下子步骤：

步骤3.1、计算多层Web应用各层在不同类型的虚拟机上的平均逗留时间、平均离开率；

步骤3.2、计算客户端请求的平均到达率；

步骤3.3、在客户端请求平均到达率、多层Web应用转移概率估计的基础上，依次计算出多层Web应用各层的平均逗留时间；

步骤3.4、计算一项客户端请求在多层Web应用系统中的往返时间；

步骤3.5、计算多层Web应用系统的成本函数；

步骤3.6、计算当成本函数取最小值时，各种类型虚拟机的数量。

为达到上述目的，本发明所采用的第二个技术方案是：

一种基于资源状态的虚拟机结构调整系统，它包括：

采集与控制引擎，设置在云资源池的虚拟化层和虚拟机上的，用于采集云资源池中虚拟化层和虚拟机的云资源状态数据、并根据控制指令调整当前阶段服务于多层Web应用系统的虚拟机结构；

云资源监控与控制模块，用于向采集与控制引擎发出控制指令；

云资源建模模块，用于建立表征当前云资源池和工作负载对应物理资源的资源模型；

云资源优化模块，用于计算多层Web应用系统的阶段成本、并得出需要为多层Web应用系统的当前阶段分配的虚拟机结构；

云资源监控与控制模块根据云资源优化模块的计算结果向采集与控制引擎发出控制指令。

上述技术方案还可以进一步完善：

作为优选，上述调整系统还包括：云资源池状态数据库，用于保存采集与控制引擎采集的云资源状态数据。