[发明专利]具有可预测性能的云数据中心两层带宽分配方法及系统

说明书

本发明提供了一种具有可预测性能的云数据中心两层带宽分配方法及系统，所述方法包括：在云租户层面，根据细粒度虚拟集群FGVC网络抽象模型对租户发送的包含网络需求的虚拟机请求进行带宽保证优化；以及根据预设分配算法对优化后的虚拟机请求进行物理机及相应的带宽资源分配；在应用层面，采用E‑F运行时机制将物理机及相应的带宽资源公平地分配给有保证租户和无保证租户。本发明解决了现有的带宽分配方法存在的不能完整地表达租户的网络需求、在需求层面浪费带宽资源、无法充分考虑租户的需求、以及不能实现未使用的带宽资源在有保证租户和无保证租户间公平分配的问题。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种具有可预测性能的云数据中心两层带宽分配方法及系统。

背景技术

随着云计算技术的不断发展，由于其简单的按需付费模式和廉价的部署与维护成本，越来越多的企业选择将他们的应用迁移部署到云平台上。成本和性能是云租户最关心的问题。然而，现有商用云平台的网络资源是在租户间以尽力而为的方式所共享。如AmazonEC2保证了租户对于CPU，内存和硬盘的需求，却不能提供网络带宽的保证。这使得云服务提供商所提供服务的性能和成本具有较高的不确定性。所以缺乏带宽保证会产生一系列问题，阻碍企业应用迁移到公有云。同时，也会使得租户申请的虚拟机上跑的应用的不可预测性：由于运行期间网络带宽的不一致，同一个云应用的运行时间是不同的，相应的，根据现有的定价模型，虚拟机的使用费用也将是不同的。这些影响因素主要是由云租户间不同的期望性能与获得性能的不一致而造成的。

尽管在共享的网络基础设施上实现有带宽保证的网际资源管理是固有的难题，但学术上和行业中已经提出了有很多工作来解决这个难题。但目前的方案存在很大的局限性：1)现有的粗粒度网络抽象模型不能完整地表达租户的网络需求，并且在需求层面浪费了部分带宽资源；2)虚拟机放置算法没有充分考虑租户角度的需求；3)当前的运行时机制不能实现未使用带宽在有保证租户和无保证租户间的公平分配。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种具有可预测性能的云数据中心两层带宽分配方法及系统，解决了现有的带宽分配方法存在的不能完整地表达租户的网络需求、在需求层面浪费带宽资源、无法充分考虑租户的需求、以及不能实现未使用的带宽资源在有保证租户和无保证租户间公平分配的问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种具有可预测性能的云数据中心两层带宽分配方法，包括：

在云租户层面，根据细粒度虚拟集群FGVC网络抽象模型对租户发送的包含网络需求的虚拟机请求进行带宽保证优化；

以及，根据预设分配算法对优化后的虚拟机请求进行物理机及相应的带宽资源分配；

在应用层面，采用E-F运行时机制将物理机及相应的带宽资源公平地分配给有保证租户和无保证租户。

进一步地，所述根据细粒度虚拟集群FGVC网络抽象模型对租户发送的包含网络需求的虚拟机请求进行带宽保证优化，包括：根据所述虚拟机请求确定虚拟机的剩余带宽，将所述虚拟机的剩余带宽平均分给与所述虚拟机连接的未分配的链路，以及将虚拟机两端带宽保证中的最小值作为虚拟机间带宽保证。

进一步地，所述根据预设分配算法对优化后的虚拟机请求进行物理机及相应的带宽资源分配，包括：

根据下述三种预设分配算法中的任意一种对优化后的虚拟机请求进行物理机及相应的带宽资源分配：

第一预设分配算法：从物理机层至根路由层寻找第一个可以满足两个条件的子树，包括一台物理机、一个ToR交换机、一个汇聚层交换机或一个核心层交换机；第一个条件是子树中空闲的虚拟机槽大于等于租户请求的虚拟机数；第二个条件是该子树下的带宽满足虚拟机请求的带宽需求；