[发明专利]一种虚拟化云中容错资源供给方法

说明书

技术领域

本发明涉及云计算领域，特别地，涉及一种虚拟化云中容错资源供给方法。

背景技术

由于计算机系统出错的不可预测性，在设计调度算法时加入对容错性的支持至关重要。容错调度算法大体上可以分为两类，即静态容错调度和动态容错调度：静态容错调度在任务提交之前进行调度决策，通常用来调度周期性任务；动态容错调度通常用来调度非周期性任务，其任务到达时间不确定。

目前，在分布式计算环境下主要有两种主要的容错调度手段，即重提交和复制。重提交是指当一个任务所分配的计算节点出现故障后，该任务被重新提交。采用重提交方式将会导致一些任务的完成时间推迟，甚至可能会不满足任务的截止期。复制是指通过将一个任务复制成多个版本，之后把每个复制的版本分配到不同的计算节点，以保证即便在资源出现故障的情况下，任务仍能在截止期前成功完成。任务被复制的版本越多，系统的容错能力越强，但这将不可避免地造成大量的资源消耗。因此，采用两个版本的复制方式，即主版本与副版本模型(primary-backup model，下文中简称为PB模型)成为目前广为采用的容错手段。

为了在保障容错的前提下提高系统可调度性和资源利用率，有不少学者在采用PB模型时研究了如何通过重叠技术减少系统开销。目前主要有两种的重叠模式：副版本-副版本重叠(backup-backup overlapping，简称BB重叠)，即多个不同的副版本可在同一个计算单元上进行重叠；主版本-副版本重叠(primary-backup overlapping，简称PB重叠)，即一个主版本可以和其他任务的副版本在同一个计算单元上重叠。在PB模型中，副版本可进一步分为两种类型，即被动副版本(passive backup)和主动副版本(active backup)。被动副版本只在其对应的主版本不能成功完成时开始执行，如果主版本成功完成，副版本将被撤销。尽管上述方法可以减少资源占用，但不能保证所有的任务可在截止期内完成；相反，主动副版本允许一个任务的主版本和副版本在执行时间上有重叠，采用主动副版本执行方式可以减小任务错失截止期的概率，但同时资源利用率也会随之降低。现有技术中已经存在对实时任务进行重叠处理的技术方案，但这些技术方案并未考虑系统的虚拟化，因此仅适用于传统的分布式系统，并不适合虚拟化云计算环境。

近来，也有一些云中依赖资源供给方面的研究。但是这些工作都没有在调度时考虑系统出错的情况，不能解决云中容错问题。针对现有技术中缺乏云计算环境下容错资源供给方法的问题，目前尚未有有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中缺乏云计算环境下容错资源供给方法的问题，本发明的目的在于提出一种虚拟化云中容错资源供给方法，能够在云计算环境下采用PB模型进行容错任务的资源供给，提高资源利用率与容错任务的可调度性。

基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种虚拟化云中容错资源供给方法，包括：

获取已到达的依赖任务组信息与虚拟化云的物理主机信息；

使用PB模型为依赖任务组中的每个任务建立主版本与副版本；

根据依赖任务组信息为依赖任务组中的每个任务的每个版本均指定一个最早开始时间与一个最晚完成时间；

根据依赖任务组信息激活多个物理主机，并在每个被激活的物理主机上划分出多个虚拟机，获取每个被激活的物理主机上的每个虚拟机信息；

根据依赖任务组中的每个任务的每个版本的最早开始时间与最晚完成时间、以及每个被激活的物理主机上的每个虚拟机信息，将依赖任务组中的每个任务的每个版本在指定的时间段上加载到每个被激活的物理主机上的每个虚拟机中；

在每个被激活的物理主机上的每个虚拟机中按照指定的时间安排运行被加载的依赖任务组中的每个任务的每个版本，并根据计算物理主机的负载情况与实时利用情况使用资源扩展机制与资源收缩机制调节系统的资源利用率；

完成依赖任务组的全部任务并返回任务结果。

其中，依赖任务组信息包括任务集合、任务间关系集合与任务截止期，任务集合记载了依赖任务组中每个任务的大小，任务间关系集合记载了依赖任务组中任意两个任务之间的依赖关系，任务截止期为依赖任务组的最晚完成时间；物理主机信息包括物理主机集合，物理主机集合记载了每个物理主机处理能力的大小；虚拟机信息包括每个被激活的物理主机上的虚拟机集合，虚拟机集合记载了每个虚拟机所在的物理主机以及每个虚拟机处理能力的大小。