[发明专利]一种基于KVM平台满足任务时限要求的资源调度方法

说明书

本发明公开了一种基于KVM平台满足任务时限要求的资源调度方法，包括如下步骤：步骤一，在物理机集群中搭建KVM平台，并获取用户层提交的虚拟机任务的到达时间和时限；步骤二，按照如下公式计算出_n台虚拟机的任务性能损失比，步骤三，通过步骤二中_n台虚拟机的性能损失比计算出虚拟机性能损失比折线图；步骤四，通过步骤一获得的任务到达时间和时限、步骤三中获得的虚拟机性能损失比折线图，结合任务密集型预测出任务资源需求量等步骤，该发明利用虚拟机分类及虚拟机动态迁移技术，将多租户的虚拟机请求聚合调度到更少的物理机上，提高了数据中心资源的利用效率和能效。

技术领域

本发明涉及云计算中基于多租户的虚拟化技术领域，特别是一种基于KVM平台满足任务时限要求的资源调度方法。

背景技术

近年来云计算飞速发展，通过虚拟化技术复用物理资源成为云服务节约成本的必然选择。然而，在多租户共享物理机的背景下，由于冯诺依曼体系结构下物理资源(如CPU、总线等)隔离不清，造成任务之间的资源竞争以及任务运行时间的不确定性等问题非常突出。

通过对多任务之间资源竞争行为的评测，可获取任务运行时间随资源竞争的剧烈程度而变化的情况。然而，给定任务的到达时间和时限要求，通过预测并分配完成任务所需的最低真实资源量，来提高云计算基础设施利用效率的成果尚未出现。目前，现有研究主要在Xen环境下对于资源竞争行为进行评测。但是，相对于难于配置和使用的Xen，KVM作为特殊的应用程序，可以充分享受 Linux内核的所有功能，不必自己实现物理资源的管理和调度算法，更适用于多任务之间资源竞争行为的评测。

资源调度方面，由于用户需求的实时动态变化很难准确预测使得业界普遍采用近似优化的调度算法。借鉴Gambosi等[1]提出的A₁算法中虚拟机分类及初调度的方法，同时考虑到任务时限要求这一特殊背景，提出了新的算法调度多任务，以实现最小化数据中心的能耗。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于KVM平台满足任务时限要求的资源调度方法，该发明利用虚拟机分类及虚拟机动态迁移技术，将多租户的虚拟机请求聚合调度到更少的物理机上，提高了数据中心资源的利用效率和能效。

为了解决现有技术中存在技术问题，本发明采用如下技术方案：

1、一种基于KVM平台满足任务时限要求的资源调度方法，包括如下步骤：

步骤一，在服务器集群中搭建基于内核的虚拟机平台，并获取用户层提交的虚拟机任务的到达时间和时限；

步骤二，按照如下公式计算出n台虚拟机的任务性能损失比，

其中，PD_n表示n台虚拟机的性能损失比；一台服务器运行一台虚拟机的情况下，虚拟机完成任务所需的时间用rt₁表示，一台服务器上运行n台虚拟机且同时开始执行任务的情况下，各虚拟机完成任务所需时间的最大值用rt_n表示；

步骤三，通过步骤二中n台虚拟机的性能损失比计算出虚拟机性能损失比折线图；

步骤四，通过步骤一获得的任务到达时间和时限、步骤三中获得的虚拟机性能损失比折线图，预测出任务资源需求量

TR＝cpu,mem,memBus,net

其中cpu、mem、memBus、net分别表示任务对CPU资源、内存资源、内存总线资源以及网络带宽资源的需求量，且归一化到[0,1]区间；

步骤五，对步骤四中预测出的任务资源需求量按照如下公式计算虚拟机完成任务所需的最大资源需求量并称作瓶颈资源量,即size；

size＝max{cpu,mem,memBus,net}