[发明专利]一种基于SLA的面向多层Web应用的资源优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向多层Web应用的资源优化方法，特别是涉及一种基于SLA的面向多层Web应用的资源优化方法。

背景技术

随着Web应用在各领域的不断发展，用于支持Web应用的基础设施资源需求越来越大。对于基础设施提供商本身而言，需要综合考虑用以支持Web应用底层资源的成本如，电力成本、带宽代价、存储代价等。因此，对于提供支持Web应用的基础设施提供商而言，需要和Web应用的多个用户签订合适的服务等级协议(SLA)，并以此作为约束。一方面，保证用户接收到的Web应用的服务质量，如响应时间要求、带宽要求、吞吐量和可用率等；另一方面，支持Web应用的基础设施提供商需要以此为依据，优化管理虚拟资源在满足其自身效应最大化的同时满足Web用户的性能需求。

目前典型的Web应用软件均采用多层架构模式，如常见的三层架构，包括Web层(提供显示界面)、应用层(提供业务逻辑)和数据库层(存储管理数据)。其中每一层均向其相邻的上一层提供服务，并使用其下一层提供的功能，最后将Web应用的结果返回给用户显示在Web页面上，以此来完成整个Web应用软件的访问过程。

在构造多层Web应用的过程中，每个用户对Web应用的性能要求各不相同，支持多层Web应用的基础设施提供商需要与Web应用用户签订SLA协议。然而，SLA保障的一个主要问题就是，在实际的多层Web应用服务环境中，由于Web应用的用户请求到达率随时间而不断变化，很难对资源需求进行提前估计，而为最坏情况进行资源计划既不可行又效率低下。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供一种基于SLA的面向多层Web应用的资源优化方法，以解决支持多层Web应用的基础设施资源提供商的资源优化问题。

根据本发明的一个方面，提供了混合排队网络模型，包括：为了使支持Web应用的虚拟资源能够按照用户的应用需求进行动态地配给，基于排队理论为Web应用服务建立性能模型，并描述具体的方法和过程；为了给Web应用基础设施提供商带来效应，建立一个非线性的效应函数。

根据本发明的另一方面，提供了基于SLA的多层Web应用的资源优化方法，包括，多层应用各层虚拟资源的优化配置方法，根据给定的负载、用户对应用的响应时间需求和基础设施提供商的实际处理能力，对模型进行优化求解，并得到当前虚拟资源配置的初始最优解；以及给出基于SLA的虚拟资源动态分配策略，根据虚拟资源配置最优初始解，进一步采用混合禁忌搜索优化算法，确保基础设施提供商的全局效应最大化。

根据本发明的上述方面，针对目前典型的Web应用软件多层架构模式的特点，基于给定的SLA约束基础上，使得Web应用基础设施提供商的效应润最大化。需要说明的是本发明仅以一个典型Web应用为例来进行说明，同样可以应用到其它的Web应用中。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于SLA的面向多层Web应用的资源优化方法，该方法包括如下步骤：

1）根据虚拟资源和用户应用的需求建立面向多层Web应用的混合队列模型，获取Web应用服务执行环境中各个层的行为；

2）对所述Web应用服务执行环境中各个层的行为建立全局效应函数，得到产生最优资源优化配置的参数关系；

3）根据多层Web应用的混合队列模型和效应函数关系，建立基于SLA的多层Web应用虚拟资源优化模型，得到当前虚拟资源配置的初始最优解；

4）在2）和3）的基础上，为了解决基础设施提供商的效应最大化问题，给出一种基于SLA的资源优化分配算法，获取Web应用服务执行环境(VASE)i的最优资源配置。

进一步，所述Web应用服务执行环境中各层的行为包括基础设施提供商对用户请求的响应时间。

进一步，所述多层Web应用的混合队列模型包括M/M/c系统模型和M/G/1的性能解析模型。

进一步，所述M/M/c系统模型为由按需分配器(ODD)(j=0)构建成，即：