[发明专利]一种基于稳定匹配的容器化云资源分配方法

摘要

本发明公开了一种基于稳定匹配的容器化云资源分配方法，将传统的稳定婚姻匹配算法改进为一种多对一的稳定匹配算法，并将机器学习中的常用的相似度算法作为稳定匹配算法的偏好规则生成偏好列表，以实现容器化云环境的负载均衡，降低数据中心的能耗。本发明属于一种集中式调度算法，在对资源分配的过程中，要权衡各个云计算节点的四类虚拟机资源利用率，并将其与待分配任务实施匹配并因此可以对整体系统能耗产生的影响。本发明提出一种在容器虚拟化技术下的云计算系统中，将任务级容器的分配部署到系统级虚拟机上的一种优化算法，通过在服务器和虚拟机级别上改善资源利用率，解决容器化云环境中能耗优化问题。

主权项

一种基于稳定匹配的容器化云资源分配方法，其特征在于，包括任务分配器端和可分配容器服务的虚拟机端两部分；其中，任务分配器端包括以下步骤：步骤1‑1，初始化任务分配器，获取所有虚拟机的剩余可分配资源；步骤1‑2，将到达任务分配器的待分配容器服务存储在其缓存中，并根据待分配容器服务到达的先后顺序建立一个待部署容器队列L＝[L(i),i＝1,2,…,m]，L(i)表示第i个待分配容器服务，m为待分配容器服务的个数；步骤1‑3，若待部署容器队列非空，则对该队列中的每个待分配容器服务L(i)，计算其与所有可接受该容器服务的虚拟机的匹配度值，并将匹配度值由大到小进行排序，根据排序结果建立一个可分配虚拟机队列Pi；令i＝1；步骤1‑4，读取待部署容器队列中第i个待分配容器服务所对应的可分配虚拟机队列Pi，从与第i个待分配容器服务的匹配度值最高的虚拟机开始，向从没有拒绝接受它的虚拟机发送容器部署请求，若被拒绝接受，则继续向队列Pi中的下一个虚拟机发送容器部署请求直至有虚拟机回复接受或者暂缓接受该部署请求；步骤1‑5，将i＝i+1并检查是否遍历队列L，若未遍历则返回步骤1‑4，否则进入步骤1‑6；步骤1‑6，任务分配器发送结束部署消息给所有可分配容器服务的虚拟机示意结束资源匹配过程，如果收到所有虚拟机的消息确认结束或者等待超时，则进入步骤1‑7；步骤1‑7，任务分配器端接收到匹配好的容器服务ID与虚拟机映射，并返回步骤1‑1；可分配容器服务的虚拟机端包括以下步骤：步骤2‑1，初始化所有虚拟机的最佳匹配度值Mp＝0，并将记录的容器服务ID集合置空；步骤2‑2，等待任务分配器发送消息，若接收到任务分配器的消息则判断：如果为结束部署消息或者虚拟机等待超时，则进入步骤2‑5；如果消息为容器部署请求则进入步骤2‑3；步骤2‑3，虚拟机接收到容器部署请求时，计算向该虚拟机发送容器部署请求的容器服务的功耗匹配度值Mb，若功耗匹配度值小于或等于最佳匹配度值，则返回步骤2‑2，若功耗匹配度值大于最佳匹配度值，则将该虚拟机的最佳匹配度值更新为Mb，并记录对应的容器服务的ID；步骤2‑4，将被记录ID的容器服务标记为暂缓接受容器服务，同时将ID及其标记发送给任务分配器，然后返回步骤2‑2；步骤2‑5，将当前标记为暂缓接受的容器服务的状态改为接受，并将容器服务ID与虚拟机映射关系发送给任务分配器，发送确认结束部署消息给任务分配器，并开始执行本轮容器服务的部署，部署结束后返回步骤2‑1。