[发明专利]一种基于利用率变化趋势预测的虚拟机迁移时机确定方法

摘要

本专利提出一种新的虚拟机迁移时机确定方法。当虚拟机任意资源利用率达到一定值时，启动预测模块，根据此刻之前较近时间内间隔固定时长对应的资源利用率数值拟合得到利用率变化函数，对函数求导得到变化斜率对应的函数，求解函数在未来一段时间内的变化值得到利用率的变化趋势，一直处于增大变化则判定为虚拟机迁移时机，处于降低状态则继续监测利用率，处于忽高忽低状态时，计算斜率函数在未来时间段内的积分值得到利用率的变化值与设定的阈值比较，以此判定迁移时机。经过预测阶段后，如果利用率仍不断升高，当利用率达到限定值，统计利用率达到限定值的持续时间作为虚拟机迁移的判断条件。该方法通过预测虚拟机各资源利用率的变化趋势，定位到紧张资源，根据不同的变化趋势做出相应的判断，实现迁移时机的准确定位。

主权项

1.一种基于利用率变化趋势预测的虚拟机迁移时机确定方法，其特征在于：本发明是这样实现的：初始化所需各种参数，监控模块随时监测物理机上各种资源的利用率是否达到设定的预测模块启动值，是则确定紧张资源，启动预测模块根据当前时间之前较近的时间段内固定间隔时间的利用率数值拟合得到当前利用率的变化曲线，由此经过求导得到斜率变化函数，若斜率函数在将来一段时间内一直大于0，则表明利用率处于持续增长状态，确定进行迁移；若斜率函数一直小于0，则表明利用率处于降低状态，则继续监控；若利用率在一段时间内忽高忽低，则对斜率函数求积分得到这段时间内利用率的变化值，如果高于设定的变化阈值，则判定迁移。经过预测阶段后，如果利用率仍不断升高，当利用率达到限定值，统计一段时间内利用率达到限定值的数目是否达到一定比例，是则判定此刻进行虚拟机迁移，否则继续监控利用率进行后续预测行为。本方法中涉及到的模块如下：监控模块：监测物理机上各种资源的利用率变化情况。存储模块：存储资源对应的预测模块启动值、资源上限值、物理机不同时刻各资源的利用率、预测时间间隔和时间长度等信息。预测模块：根据设定的时间长度和时间间隔取到利用率数值，使用最小二乘法多项式拟合方法得到当前的利用率的变化函数，经过求导得到变化斜率的公式，根据在未来一段时间内斜率的大小值判断利用率的变化趋势，如果持续增长则进行迁移。本发明中涉及到如下参数：物理机PM_i(i∈N)当前CPU利用率C_i，C_i∈[0,1]；物理机PM_i当前内存利用率M_i，M_i∈[0,1]；CPU利用率达到的预测模块启动值为C_start，C_start∈[0,1]；内存利用率达到的预测模块启动值为M_start，M_start∈[0,1]；紧张资源类型Type，CPU利用率达到C_start，则Type＝1，内存利用率达到M_start，则Type＝0，对应的资源为紧张资源；预测模块启动时间t；Δt₁为利用率取值的间隔时间；Rt_i[k]表示物理机PM_i预测模块启动后，紧张资源在t时刻之前间隔Δt₁对应的k个资源利用率对应值；f₁＝lspf(t,Rt_i[k])为最小二乘法多项式拟合得到的利用率函数；预测时间长度T₁，即预测模块启动后预测将来T₁时段内的资源利用率变化状态；f₂＝derivat(f₁)表示对利用率函数求导得到的斜率函数；表示斜率函数在[t,T₁]之间的变化值；R为利用率变化阈值，R＞0；K为经过预测阶段后利用率限定值，K∈[0,1],K＞C_start,M_start；T₂为紧张资源利用率达到K后统计时间长度；Δt₂为取值时间间隔；l＝T₂/Δt₂为取值数，l＞0；m为紧张资源的利用率取值集合中达到K的数量，m∈N；α为比例参数，α∈[0,1]，即如果m＞αl则表示紧张资源占用情况持续达到K，则进行迁移。其具体方法步骤为：(1)对初始参数进行设定，包括CPU对应的Cstart，内存对应的Mstart，利用率变化阈值R，预测时间长度T1和时间间隔Δt1，统计时间长度T2和时间间隔Δt2；(2)存储物理机各时刻资源利用率的值：物理机PMi CPU利用率Ci,物理机PMi内存利用率Mi；(3)监控模块判断各物理机上CPU利用率是否达到Cstart或者内存利用率是否达到Mstart,是则执行步骤(4)，否则执行步骤(3)；(4)启动预测模块,确定紧张资源类型Type；(5)预测模块根据lspf(t,Rti[k])求解得到利用率变化函数f1；(6)对f1求导得到利用率斜率变化函数f2；(7)判断f2在[t,T1]时段内是否一直大于0，是则执行步骤(15)，否则执行步骤(8)；(8)判断f2在[t,T1]时段内是否一直小于0，是则关闭预测模块，执行步骤(3)，否则执行步骤(9)；(9)计算R(t,T1)的值；(10)比较R(t,T1)是否大于利用率变化阈值R，是则执行步骤(15)，否则执行步骤(11)；(11)关闭预测模块；(12)监测紧张资源利用率是否达到K，是执行步骤(13)，否则执行步骤(3)；(13)计算T2时间段内以Δt2为间隔紧张资源的利用率取值集合中达到K的数量m；(14)判断m是否大于αl，是则执行步骤(15)，否则执行步骤(3)；(15)确定此刻为虚拟机迁移时机，算法结束。