[发明专利]一种分布式云中计算中心选择方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于云平台数据处理技术领域，涉及一种分布式云中计算中心选择方法及其应用，具体涉及一种用于实现减少计算中心间的通信代价的分布式云中计算中心选择方法及其应用。

背景技术

分布式云计算系统由分散在各地的子计算中心组成，各子计算系统由当地的计算资源和存储资源以及网络资源组成，为用户提供计算存储等服务。其中，分布在不同地理位置的计算中心通过广域网连接。

分布式云计算系统相对于集中式云计算体系具有诸多的优点。分布式云计算模式对网络带宽的依赖性低，因为数据的处理和存储都是在本地的云计算子系统中进行，一方面每个子系统需要服务的客户数据大大降低了，每个子系统只需要处理距离自己近的客户发出的服务请求，这样有效降低了网络负载，提高了处理任务的响应时间。分布式云计算模式具有高灵活性，各子系统能够为独立处理的为用户的特殊需求，也能够相互协作提供处理需求复杂计算量的任务的能力。它还具有健壮性高和可扩展性强的特点，分布式云计算系统中，各个子系统独立部署不会影响到其他子系统的运作。处理计算量巨大的任务过程中，可以将计算量大的模块优先分配给负载空闲的计算中心处理，实现整个系统的负载均衡。分布式云计算系统中，即使某一子系统出现故障，将这个子系统的任务动态迁移给正常运作的子计算中心处理即可，不会导致整个云计算系统瘫痪，也不会中断服务使用户怨声载道。搭建分布式系统过程中，各个子系统可以利用已有的计算存储资源降低搭建费用。

应用程序要在云平台获得最佳性能，减少整体的不必要的资源消耗，为应用程序提供服务的虚拟机的放置是关键因素。当用户请求到达时，一个计算中心可能没有足够的资源支持用户需要的虚拟机，特别是对于处理大数据海量数据的任务尤为普遍，云平台需要多个计算中心共同为用户请求提供服务，减少计算中心之间的总体通信代价将有助于用户程序获得更好的性能，因此如何减少计算中心之间的总体通信成为一个关键问题。

当用户请求一定数目的虚拟机时，云平台通常有两种策略进行处理。一种是随机策略，在分布式云体系中随机选择一个计算中心处理用户请求，为用户分配需要的虚拟机。另一种是贪心策略，在分布式云体系中选择容量最大的计算中心为用户请求进行处理，当出现这个计算中心容量不足时，再选择剩下的计算中心中容量最大的一个为用户请求提供服务。然而，为满足用户需求的虚拟机数目，无论是随机策略还是贪心策略，均会造成过大的网络通信代价，其根本的原因是在选择计算中心时选择出最优计算中心的概率很低。因此，在分布式云计算中迫切需要寻找一种尽量降低网络通信代价的计算中心选择方法，以弥补上述两种选择策略的缺陷。

发明内容

为克服现有随机策略和贪心策略在选择计算中心时易造成过大的网络通信代价的技术问题，本发明针对用户提交所需虚拟机数量的这一情况，提供了一种分布式云中计算中心选择方法及其应用，在保证用户可以获取云服务的前提下，提供降低网络通信代价，减少不必要的网络资源浪费。

本发明采取的技术方案是：

一种分布式云中计算中心选择方法，包括如下步骤：

1)设定分布式云中计算中心的无向图G＝(V,E)，其中V是无向图G中顶点的集合，代表分布式云中的计算中心，E是无向图G中边的集合，表示不同计算中心间的连接；

2)在无向图G中随机选取一个顶点的集合V'，集合V'所代表的计算中心的计算容量由用户预先设定；以集合V'中的源点v0为起始点，将源点v0周围距离源点v0最近的顶点加入到集合V'中，若集合V'中的计算中心拥有的计算容量达到预先设定的计算容量，则终止顶点的加入；若集合V'中的计算中心拥有的计算容量未达到预先设定的计算容量，则继续将源点v0周围距离源点v0最近的顶点加入到集合V'中；

3)对满足终止顶点加入的集合V'，在集合V'中连通图的边的长度之和作为两顶点间的内部最长线段，将该内部最长线段作为第一条线段；

4)将集合V'中第一条线段的两个顶点组成顶点集合V1，除去第一条线段的两个顶点的所有其他顶点组成另一个顶点集合V2；计算顶点集合V2中的顶点到顶点集合V1的顶点的外部最长线段和外部最长路径长度，外部最长线段的两个顶点组成集合U；将集合U中的两个顶点加入到顶点集合V1中，并将外部最长线段的两个顶点从集合V₂中去除；接着，将计算出的外部最长线段的长度与外部最长路径长度进行加和，并将该加和获得的长度值作为下一次迭代过程的外部最长路径长度；