[发明专利]一种基于动态预测的云计算资源部署方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于动态预测的云计算资源部署方法。

背景技术

云计算作为分布式计算、网格计算、效用计算、网络存储和虚拟化等技术的发展，已经被看作IT领域的第三次技术革命，它将彻底改变人们传统使用IT资源的习惯。作为一种全新的技术及商业模式，云计算的应用孕育着巨大的市场潜力和商机，因此，在全球范围内得到了广泛的关注。目前，各国政府和各大企业都在纷纷投资加大云计算技术的研发力度和应用推广力度，力图抢占技术和市场的前沿阵地。

目前，世界范围内对云计算的研究已经开展的很广泛，研究的内容也涉及到云计算本身的方方面面，但是主要的还是集中在虚拟化、负载均衡、云安全及存储等一些领域，作为最可能影响到云计算应用云部署技术的研究却进展不大，因为用户感受将直接受到云平台的部署效率影响，如果部署效率太低，用户需要等待的时间过长，必然会导致用户感受的下降，从而影响到云计算应用的推广与普及。

云计算作为一种全新的商业模式，它允许使用户可以通过各种形态的终端采用互联网的形式按需地使用位于远程云计算中心的各种虚拟资源，而云计算中心则根据用户的请求，及时、快速的响应，提供各种定制的服务。研究及应用的实际结果表面，尽管用户可以通过云计算这种方式享受到各种他们所需的服务，但是，随着用户请求数目的增加，那么必然会导致云计算中心的网络资源、CPU、内存、I/O等各种资源的整体性能下降，这最终影响到云计算中心所提供的定制云服务和云计算应用的服务质量。

为了解决这一问题，很多研究人员从虚拟机的角度进行研究。因为虚拟机作为云计算应用的关键技术之一，它承载着云计算应用，虚拟机的运行状态、负载分布情况等都可能影响到整体的应用效率；所以研究人员从优化cpu、内存、I/O等的性能、均衡服务器上的虚拟机的负载等角度进行了探讨。但这并不能从根本上解决问题。于是，又有学者考虑到采用虚拟机镜像模版的技术来解决这一问题。其出发点就是将原来需要对每个用户请求进行定制的云计算资源平台事先根据不同的操作系统类型做成模板，当用户有请求时，云计算中心只需通过克隆的方法将已经定制好的虚拟机镜像模板拷贝到虚拟机运行的指定路径，这如同在单机上采用ghost安装系统，显然比重新安装整个系统效率提高许多。从云计算中心的角度讲，无需进行定制了，所以较传统的方式，能够从一定程度上较好的缓解问题。不过，在用户求求增多的情况下，这些镜像的克隆在部署过程中将会相互争夺网络和I/O资源，从而导致虚拟机的部署时间延长。

一般而言，对于镜像的克隆可以采用两种不同镜像存储结构，一种是共享存储结构（NFS），另一种是非共享存储结构。

对于共享存储结构，它是将各个集群节点中虚拟机运行相关的镜像存储路径通过NFS服务器进行共享，它有利于镜像的集中管理和镜像的共享，且是实现虚拟机迁移的前提。虚拟机在启动前需将虚拟机镜像模板从模版库克隆到这个共享路径下的。对于非共享存储结构，它是将各个集群节点中虚拟机运行的镜像存储在本地磁盘，不与其他集群节点共享。虚拟机启动前，需通过网络，将虚拟机镜像模板从模版库克隆到各个集群节点中虚拟机运行路径指定的位置。

不论存储采用这两种结构中的哪一种，在某段时间内，当虚拟机请求增多的情况下，将使虚拟机镜像部署变得频繁密集。对于共享存储结构，各镜像将争夺模版库与虚拟机运行时共享路径之间的网络和I/O资源；而对于非共享存储结构，模版库与各个集群节点之间的网络带宽将会受到极大影响。

由于资源部署是云计算应用中的一个非常重要的技术，部署效率的高低将直接影响到云计算的服务质量和应用效果。上文已经分析过，传统的部署方式，效率低下；即便是采用镜像模板的方式，如果镜像设置不合理同样会带来很多负面的影响。如镜像模板太少，则同样会造成网络和I/O接口拥堵，影响到云服务质量；而如果镜像模板太多，则又会给大量占用云计算中心的物力资源，从而造出浪费，降低云中心的资源利用率。因此，在讨论云计算资源部署模型时，必须充分考虑建立该模型的前提与基础。

1、由于镜像模板的数量将直接影响到云计算服务质量，因此，在整个云计算服务过程中，镜像的设置必须处于一个相对合理的水平，这需要系统能够用户的访问情况可以动态变化，根据不同的用户请求数量的增加自动调整资源镜像模板数量，从而在保证服务质量的前提下，尽量提高资源的使用效率。