CN102938790A - 云计算系统中的资源分配方法 - Google Patents

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本发明公开了一种云计算系统中的资源分配方法，包括：步骤S1：从云计算系统的计算节点列表中获取物理计算节点的物理计算节点参数；步骤S2：根据物理计算节点参数选择出符合资源需求参数的物理计算节点；步骤S3：从计算节点列表中获取选择出的物理计算节点中的虚拟计算节点的虚拟计算节点参数；以及步骤S4：根据虚拟计算节点参数选择出符合资源需求参数的虚拟计算节点。根据本发明所描述的云计算系统中的资源分配方法，改进了云计算数据中心负载均衡的方法，充分考虑了物理服务器和虚拟服务器的相互影响，分别设置不同参数，分层综合计算，可保证云计算数据中心负载均衡效果的稳定性。

Description

云计算系统中的资源分配方法
技术领域
本发明基本上涉及云计算领域，更具体地来说，涉及一种云计算系统中的资源分配方法。
背景技术
数据中心有大量的服务器，当大量用户通过网络访问数据中心的服务器时，为保证数据中心所有服务器的使用效率最大化，在网络入口上，需要安装一个负载均衡设备，设备中保存数据中心可用服务器的列表，每当一个用户发起访问数据中心的请求时，负载均衡设备按照一定的请求分配策略，把不同用户的访问请求分配到不同的服务器上。
随着虚拟化技术的发展，一台物理服务器上，可以通过虚拟化软件创建多台虚拟服务器，当一个用户的请求流量到达物理服务器上时，需要物理服务器虚拟化软件做一些工作，能够在不同虚拟服务器之间分配，实现同一台物理服务器上虚拟服务器之间的负载均衡。
一般负载均衡设备在分配用户请求时，确定负载均衡策略的方法一般是通过查询一个服务器列表，根据每台服务器的资源配置和负载情况，以及服务器的负载变化模型，测算每台服务器的负载变化趋势，判断是否适合处理访问请求，访问请求的流量会分配给最适合处理该流量的服务器。在云计算数据中心，大量的服务器是架设在物理服务器上的虚拟服务器，往往一台物理服务器上要架设多台虚拟服务器，多台虚拟服务器共享同一台物理服务器硬件平台时，虚拟服务器之间、虚拟服务器和物理服务器之间，都会相互影响，所以物理服务器和虚拟服务器的负载变化模型是不同的。当前的负载均衡设备没有考虑物理服务器对虚拟服务器的影响，在测算负载变化趋势，确定负载均衡策略时就会顾此失彼，导致负载均衡的效果不稳定。
发明内容
为了解决现有技术中的缺陷，本发明公开了一种云计算系统中的资源分配方法，通过本发明的方法，解决了如何对带有虚拟服务器的云计算系统进行资源分配的技术问题。
本发明公开了一种云计算系统中的资源分配方法，所述方法包括：步骤S1：从所述云计算系统的计算节点列表中获取物理计算节点的物理计算节点参数；步骤S2：根据所述物理计算节点参数选择出符合资源需求参数的物理计算节点；步骤S3：从所述计算节点列表中获取选择出的所述物理计算节点中的虚拟计算节点的虚拟计算节点参数；以及步骤S4：根据所述虚拟计算节点参数选择出符合所述资源需求参数的虚拟计算节点。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述方法还包括：根据用户的访问请求获取资源需求参数，并且所述步骤S4还包括：将选择出的虚拟计算节点的资源分配给所述用户用于执行所述访问请求。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述方法还包括：查询所述云计算系统中的物理计算节点的物理计算节点参数和虚拟计算节点的虚拟计算节点参数；以及将所述物理计算节点参数和所述虚拟计算节点参数写入所述计算节点列表。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，将所述物理计算节点参数和所述虚拟计算节点参数写入所述计算节点列表包括：将所述物理计算节点和所述虚拟计算节点按照所述物理计算节点与所述虚拟计算节点之间的创建关系形成树形数据结构。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述步骤S2包括：选择物理计算节点分配策略；以及根据所述物理计算节点参数选择出符合资源需求参数和所述物理计算节点分配策略的物理计算节点。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述步骤S4包括：选择虚拟计算节点分配策略；以及根据所述虚拟计算节点参数选择出符合所述资源需求参数和所述虚拟计算节点分配策略的虚拟计算节点。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述资源需求参数为执行所述访问请求所需要的资源量。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述物理计算节点参数和所述虚拟计算节点参数包括：运行状态参数、总体资源参数和剩余资源参数。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述物理计算节点分配策略包括：使得所述云计算系统中开启的物理计算节点最少的策略或者使得所述云计算系统中的物理计算节点的剩余资源平均的策略，所述虚拟计算节点分配策略包括：使得所述云计算系统中开启的虚拟计算节点最少的策略或者使得所述云计算系统中的虚拟计算节点的剩余资源平均的策略。
在所述云计算系统中的资源分配方法中，所述物理计算节点为物理服务器，所述虚拟计算节点为创建在所述物理服务器中的虚拟服务器。
根据本发明所描述的云计算系统中的资源分配方法，改进了云计算数据中心负载均衡的方法，充分考虑了物理服务器和虚拟服务器的相互影响，分别设置不同参数，分层综合计算，可保证云计算数据中心负载均衡效果的稳定性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的云计算系统中的资源分配方法的总体流程图；
图2是根据本发明的云计算系统中的资源分配方法的具体流程图；
图3是根据本发明的云计算系统中的资源分配系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是根据本发明的云计算系统中的资源分配方法的总体流程图。在图1中：
步骤S100：从云计算系统的计算节点列表中获取物理计算节点的物理计算节点参数。
步骤S102：根据物理计算节点参数选择出符合资源需求参数的物理计算节点。其中，资源需求参数为执行访问请求所需要的资源量。
步骤S104：从计算节点列表中获取选择出的物理计算节点中的虚拟计算节点的虚拟计算节点参数。
步骤S106：根据虚拟计算节点参数选择出符合资源需求参数的虚拟计算节点。
例如，如果用户只需要浏览网页，则可以选择剩余的可以被应用的内存总量、磁盘空间总量和CPU资源总量较少的虚拟计算节点来执行用户访问，而如果用户想要观看视频，则就要选择剩余的可以被应用的内存总量、磁盘空间总量和CPU资源总量较多的虚拟计算节点，其中，剩余资源参数所表示的剩余内存总量、剩余磁盘空间总量和剩余CPU资源总量至少要大于资源需求参数中的对应参数。
在本实施例中，物理计算节点可以为物理服务器，虚拟计算节点可以为创建在物理服务器中的虚拟服务器。物理计算节点参数和虚拟计算节点参数包括：运行状态参数、总体资源参数和剩余资源参数。具体来说，运行状态参数表示该计算节点处于运行状态、待机状态还是停机状态；总体资源参数表示计算节点的总体资源情况，包括但不限于该计算节点中的内存总量、磁盘空间总量和CPU资源总量等等；剩余资源参数表示计算节点现在剩余的资源量，包括但不限于该计算节点此时所剩余的可以被应用的内存总量、磁盘空间总量和CPU资源总量等等。
根据本实施例所描述的云计算系统中的资源分配方法，改进了云计算数据中心负载均衡的方法，充分考虑了物理服务器和虚拟服务器的相互影响，分别设置不同参数，分层综合计算，可保证云计算数据中心负载均衡效果的稳定性。
图2是根据本发明的云计算系统中的资源分配方法的具体流程图。在图2中：
步骤S200：云计算系统根据用户的访问请求(例如，访问网页、播放多媒体或者执行程序文件等等)获取资源需求参数。其中，资源需求参数为执行访问请求所需要的资源量(例如所需要多少内存、多少磁盘空间和多少CPU资源)，云计算系统根据用户的访问请求的类型来获取资源需求参数。
步骤S202：从云计算系统的计算节点列表中获取物理计算节点的物理计算节点参数。可以通过以下方法获得计算节点列表：查询云计算系统中的物理计算节点的物理计算节点参数和虚拟计算节点的虚拟计算节点参数；以及将物理计算节点参数和虚拟计算节点参数写入计算节点列表。具体来讲，可以将物理计算节点和虚拟计算节点按照物理计算节点与虚拟计算节点之间的创建关系形成树形数据结构(例如，在每个创建了虚拟服务器的物理服务器计算节点数据结构中，记录该物理服务器上创建的虚拟服务器的计算节点结构的索引，把计算节点组织为树形结构)。
步骤S204：选择物理计算节点分配策略。物理计算节点分配策略包括：使得云计算系统中开启的物理计算节点最少的策略或者使得云计算系统中的物理计算节点的剩余资源平均的策略。例如，如果采用了使得云计算系统中开启的物理计算节点最少的策略，则将该已经开启的物理计算节点中的资源分配给用户，而不必再开启一台处于停机状态的物理计算节点。如果采用使得云计算系统中的物理计算节点的剩余资源平均的策略，则云计算系统将比较空闲的物理计算节点(例如处于停机状态的物理计算节点)的资源作为分配给用户。
步骤S206：根据物理计算节点参数选择出符合资源需求参数和物理计算节点分配策略的物理计算节点。
步骤S208：从计算节点列表中获取选择出的物理计算节点中的虚拟计算节点的虚拟计算节点参数。
步骤S210：选择虚拟计算节点分配策略。虚拟计算节点分配策略包括：使得云计算系统中开启的虚拟计算节点最少的策略或者使得云计算系统中的虚拟计算节点的剩余资源平均的策略。例如，如果采用了使得云计算系统中开启的虚拟计算节点最少的策略，则将该已经开启的虚拟计算节点中的资源分配给用户，而不必再开启一台处于停机状态的虚拟计算节点。如果采用使得云计算系统中的虚拟计算节点的剩余资源平均的策略，则云计算系统将比较空闲的虚拟计算节点(例如处于停机状态的虚拟计算节点)的资源作为分配给用户。
其中，上述物理计算节点分配策略和虚拟计算节点既可以是相同的分配策略，也可以是不同的分配策略。例如，可以在物理层选择使得云计算系统中开启的物理计算节点最少的策略，从而达到节省功耗的目的，而在虚拟层选择使得云计算系统中的虚拟计算节点的剩余资源平均的策略，这样就可以保证用户的访问可以稳定运行。
步骤S212：根据虚拟计算节点参数选择出符合资源需求参数和虚拟计算节点分配策略的虚拟计算节点。
步骤S214：将选择出的虚拟计算节点的资源分配给用户用于执行访问请求。
其中，物理计算节点为物理服务器，虚拟计算节点为创建在物理服务器中的虚拟服务器。物理计算节点参数和虚拟计算节点参数包括：运行状态参数、总体资源参数和剩余资源参数。具体来说，运行状态参数表示该计算节点处于运行状态、待机状态还是停机状态；总体资源参数表示计算节点的总体资源情况，包括但不限于该计算节点中的内存总量、磁盘空间总量和CPU资源总量等等；剩余资源参数表示计算节点现在剩余的资源量，包括但不限于该计算节点此时所剩余的可以被应用的内存总量、磁盘空间总量和CPU资源总量等等。
根据本实施例所描述的云计算系统中的资源分配方法，改进了云计算数据中心负载均衡的方法，充分考虑了物理服务器和虚拟服务器的相互影响，分别设置不同参数，分层综合计算，可保证云计算数据中心负载均衡效果的稳定性。此外，还可以通过在选择物理服务器和选择虚拟服务器时采用不同的分配策略，从而实现了云计算系统资源分配的多样性。
图3是根据本发明的云计算系统中的资源分配系统的结构图。
本实例公开了一种云计算数据中心分层负载均衡系统，在负载设备中，把所有的物理服务器和虚拟服务器分为两层计算节点，按树形结构组织计算节点列表，树的第一层的计算节点是物理服务器，物理服务器计算节点数据结构中不仅保存该物理服务器的资源配置、负载状态、负载变化模型等参数，还保存指向该物理服务器上创建的所有虚拟服务器计算节点数据结构的索引。负载均衡设备在收到一个用户的访问请求后，进行负载均衡策略选择时，首先查询第一层的物理服务器计算节点列表，根据各物理服务器的状态，选取出可能承担该访问请求的目标物理服务器集合。然后循环分析集合中的每台物理服务器，在物理服务器上的虚拟服务器节点列表中，选取最适合承担该请求的虚拟服务器。最后综合每台物理服务器和虚拟服务器的选择结果，选取出最适合承担访问请求的服务器节点。本实例公开分层负载均衡系统如图3所示。
云计算数据中心分层负载均衡的方法，负载均衡策略的处理过程如下：
(1)负载均衡设备构造物理服务器和虚拟服务器的二层的计算节点结构，查询所有可用物理服务器和虚拟服务器的运行状态、资源配置和负载变化模型等参数，构造计算节点数据结构，记录到计算节点列表中。每个计算节点的具体参数根据具体情况设置，不同物理服务器、同一物理服务器上的虚拟服务器，参数设置可以不同。
(2)在每个创建了虚拟服务器的物理服务器计算节点数据结构中，记录该物理服务器上创建的虚拟服务器的计算节点结构的索引，把计算节点组织为树形结构。
(3)在进行负载均衡策略计算时，首先扫描第一层物理服务器计算节点列表，根据每个计算节点数据结构中保存的参数，计算该物理服务器承担新访问请求的适合度p。计算出所有物理服务器计算节点是适合度后，根据系统配置的阈值，选取p值最大的n个计算节点，构成可能承担新访问请求的物理服务器的集合。
(4)进行第二层扫描，依次查询物理服务器集合中的n个计算节点，对每个物理服务器计算节点i上面创建的虚拟服务器计算节点j，根据虚拟服务器计算节点数据结构中保存的参数，计算该虚拟服务器承担新访问请求的适合度q。
(5)综合第一层和第二层扫描的计算结果，计算物理服务器i上虚拟服务器j承担新访问请求的适合度r，具体计算方法可以选择使i、j和r正相关的运算，比如r＝i+j或r＝i*j。
(6)完成对所有服务器的计算后，选取r最大的服务器作为该请求流量的目标服务器。
本实例所描述的系统改进了云计算数据中心负载均衡系统，充分考虑了物理服务器和虚拟服务器的相互影响，分别设置不同参数，分层综合计算，可保证云计算数据中心负载均衡效果的稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：从所述云计算系统的计算节点列表中获取物理计算节点的物理计算节点参数；
步骤S2：根据所述物理计算节点参数选择出符合资源需求参数的物理计算节点；
步骤S3：从所述计算节点列表中获取选择出的所述物理计算节点中的虚拟计算节点的虚拟计算节点参数；以及
步骤S4：根据所述虚拟计算节点参数选择出符合所述资源需求参数的虚拟计算节点。
2.根据权利要求1所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述方法还包括：根据用户的访问请求获取资源需求参数，并且
所述步骤S4还包括：将选择出的虚拟计算节点的资源分配给所述用户用于执行所述访问请求。
3.根据权利要求2所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述方法还包括：
查询所述云计算系统中的物理计算节点的物理计算节点参数和虚拟计算节点的虚拟计算节点参数；以及
将所述物理计算节点参数和所述虚拟计算节点参数写入所述计算节点列表。
4.根据权利要求3所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，将所述物理计算节点参数和所述虚拟计算节点参数写入所述计算节点列表包括：将所述物理计算节点和所述虚拟计算节点按照所述物理计算节点与所述虚拟计算节点之间的创建关系形成树形数据结构。
5.根据权利要求4所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
选择物理计算节点分配策略；以及
根据所述物理计算节点参数选择出符合资源需求参数和所述物理计算节点分配策略的物理计算节点。
6.根据权利要求5所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
选择虚拟计算节点分配策略；以及
根据所述虚拟计算节点参数选择出符合所述资源需求参数和所述虚拟计算节点分配策略的虚拟计算节点。
7.根据权利要求2-6中的任一项所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述资源需求参数为执行所述访问请求所需要的资源量。
8.根据权利要求7所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述物理计算节点参数和所述虚拟计算节点参数包括：运行状态参数、总体资源参数和剩余资源参数。
9.根据权利要求5或6所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述物理计算节点分配策略包括：使得所述云计算系统中开启的物理计算节点最少的策略或者使得所述云计算系统中的物理计算节点的剩余资源平均的策略，所述虚拟计算节点分配策略包括：使得所述云计算系统中开启的虚拟计算节点最少的策略或者使得所述云计算系统中的虚拟计算节点的剩余资源平均的策略。
10.根据权利要求9所述的云计算系统中的资源分配方法，其特征在于，所述物理计算节点为物理服务器，所述虚拟计算节点为创建在所述物理服务器中的虚拟服务器。
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