[发明专利]一种实现云数据中心负载均衡的方法和系统

说明书

本发明提供一种实现云数据中心负载均衡的方法，该方法包含确定量化负载节点的度量指标、对物理设备和物理设备上的虚拟设备进行资源量化监控以确定物理设备的负载参数信息、将负载参数信息与最佳负载区间进行比较以确定负载均衡调整时机、根据所述负载参数信息确定物理设备的状态、以及根据物理设备的状态对虚拟设备进行负载均衡操作。本发明还提供一种实现云数据中心负载均衡的系统。本发明具有提高云资源利用率、减少系统额外的开销等优点。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，并且更具体地涉及一种实现云数据中心负载均衡的方法和系统。

背景技术

传统的数据中心以物理设备为基本单位向用户提供服务器租赁服务，云数据中心采用虚拟化技术搭建虚拟设备来取代传统的物理设备以作为向外提供服务的数据中心的基本单位。虚拟技术可以在一台物理设备上运行多台虚拟设备，提高物理设备的资源利用率。

云计算环境下，由于用户需求的多样性、动态变化性强以及服务器资源异构性强、规模大等原因，容易导致数据中心内物理设备间出现负载不均衡的情况：一部分物理设备出现负载过重、效率降低，而另一部分设备处于空闲状态，从而导致云资源的大量浪费。此外，由于资源分配不均，使得某些用户的用户体验效果大打折扣，如图1(a)所示。

虚拟设备迁移技术作为一种负载均衡技术，是在虚拟设备运行过程中，将整个虚拟设备的运行状态完整、快速地从原所在的宿主物理设备迁移到新的物理设备上，使数据中心能够快速地实现资源调度，从而提高了整个云数据中心的整体资源利用率，减少了资源的浪费。同时通过虚拟设备迁移技术将超负荷运行的物理设备上运行的虚拟设备迁移到合适的低负荷物理设备上，从而提高系统的运行效率。虚拟设备迁移调度示意图如图1(b)所示。

传统的虚拟设备迁移算法大多采用节点中一种代表性的资源使用情况作为当前节点的负载度量，然而，物理设备包含多种数据资源，采用单一负载度量指标容易导致负载度量不准确；进一步，在大多数情况下，未考虑数据中心的负载最佳饱和度，对云数据中心的负载均衡调整后空闲的物理设备没有进行处理；另外，由于用户请求和服务器负载的动态变化引起的负载瞬时峰值，传统的基于阈值的算法会导致虚拟机的不必要迁移，造成系统额外的开销。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种云数据中心负载均衡的方法和系统，其可以解决传统的虚拟设备迁移算法带来的负载量化不足、负载瞬时峰值导致虚拟设备不必要的迁移的问题，同时，对调整后的物理设备负载情况进行评估，以更好地应对云数据中心负载的动态变化和虚拟设备分配问题。

根据本发明，提供一种云数据中心负载均衡的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：确定量化负载节点的度量指标；

步骤二：对物理设备和所述物理设备上的虚拟设备进行资源量化监控以确定所述物理设备的负载参数信息；

步骤三：将所述负载参数信息与最佳负载区间进行比较以确定负载均衡调整时机；

步骤四：根据所述负载参数信息确定所述物理设备的状态；

步骤五：根据所述物理设备的所述状态对所述虚拟设备进行负载均衡操作。

进一步地，所述负载均衡调整时机为：当所述负载参数信息超出所述最佳负载区间的上限值时，触发所述负载均衡操作。

进一步地，当所述负载参数信息超出所述最佳负载区间的上限时，进一步包括以下步骤：将P个时间周期内的负载参数信息的平均值作为初值，采用一次指数平滑法预测n个负载值，如果至少m个所述负载值不处于所述最佳负载区间，则触发负载均衡操作，其中n3，mn。

进一步地，进一步包括确定迁出虚拟设备的步骤：对于处于负载高状态的物理设备，根据高负载类型，按照负载由高到低的顺序对所述负载高状态的物理设备中的虚拟设备进行迁出，直至所述负载高状态的物理设备处于最佳负载状态。