CN103747085A - 云计算操作系统下一种存储资源调度算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了云计算操作系统下一种存储资源调度算法，通过对用户申请的业务类别和用户已有的存储资源历史调度信息的收集和分析，并基于存储资源节点信息的分析，为用户自动调度发现最优化的存储资源节点，提高物理存储资源利用率和存储节点命中效率，保证了云计算操作系统的高可用性、稳定性，为用户自动选择调度最优化的存储资源，保证为用户查找最优的存储资源节点（物理磁盘）。

Description

云计算操作系统下一种存储资源调度算法

技术领域

本发明涉及云计算操作系统中调度系统领域，具体涉及一种存储资源调度算法。

技术背景

当前，云计算逐渐被行业认可，云数据中心操作系统逐渐实现并付诸于实践。云数据中心中存储资源利用率的提升，对于云计算操作系统给的健壮性和高效性起着非常关键的作用。

大多数同类系统的存储资源调度方法没有对对用户已有的调度信息进行充分的分析和比较，资源调度策略盲目、调度方式不合理，存在着存储资源利用率不高的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了保证云计算操作系统的高可用性、稳定性，提出了云计算操作系统下一种存储资源调度算法。

本发明所采用的技术方案为：

云计算操作系统下一种存储资源调度算法，通过对用户申请的业务类别和用户已有的存储资源历史调度信息的收集和分析，并基于存储资源节点信息的分析，为用户自动调度发现最优化的存储资源节点，提高物理存储资源利用率和存储节点命中效率。

注：存储资源节点指的是物理磁盘资源。

用户完成操作后，需要及时更新存储节点信息记录模块和用户历史调度信息记录模块中的信息记录。

所述算法分为13个步骤，具体如下：

1）用户登陆云计算操作系统门户，输入该次申请的业务类别、虚拟机配置详单；

2）业务类别识别模块判断该业务是否为新业务类别，若是，则进入步骤3）；若否，则进入步骤4）；

3）根据得到的配置信息，从资源池中随机选择一个未被分配的物理磁盘资源进行配置；完成后，进入步骤13）；

4）进入用户存储资源调度记录模块，获取该业务类别下已有用户的存储资源历史调度信息记录；分析并获得与该业务类别相关的磁盘读写队列C，并基于磁盘被调度次数降序排列C={C1，C2，…,Cn}，C1即标志读写次数最多的物理磁盘的信息；

5）依次取C中的记录Ci,与用户申请的虚拟机配置详单中的存储资源值M做差值，得到一差值结果队列；

6）判断得到的差值队列中的值是否全为负值；若否，进入步骤7）；否则，进入步骤8）。

7）将上述差值队列中第一个大于等于0的值（磁盘读写次数最小，且由于队列是按次数降序排列，在保证写入次数最少的前提下，优先使用调用次数大的磁盘）所对应的磁盘信息记录至最优磁盘队列中{[C1,M1],…,[Ci,Mi]}（格式为[磁盘信息，写入量]），在保证写入次数最少的前提下，优先使用调用次数高的磁盘，最大化利用物理磁盘资源；接着进入步骤12）；

8）判断该业务相关的磁盘队列是否为空，若否，则取上一步得到的差值队列中值最大的记录Li（负值），将其对应的Ci所对应的磁盘信息记录信息—[Ci的磁盘信息，Ci的值] 记录至最优磁盘队列中，接着进入步骤9）；否则，进入步骤 11）；

9）更新该业务相关磁盘队列信息，即删掉上一步中已经记录至最优队列中的磁盘信息，得新的与该业务相关的磁盘队列Cnew；

10）将最新得到的磁盘队列中的记录与前述步骤中得到的差值记录Li的绝对值作差，得到一新的差值队列，进入步骤6）；

11）已有业务相关磁盘队列不符合要求，在资源池中随机选择一未被分配的物理资源进行配置，进入步骤13）；

12）根据最优磁盘队列中记录的信息：{[磁盘信息，写入量],[]…[]}，为用户配置物理磁盘资源；

13）记录此次存储资源调度信息，并更新用户存储资源调度模块中的记录，完成此次算法调用。

本发明的有益效果为：

本发明为一种基于业务类别相关的存储资源调度算法，基于业务类别相关的存储资源调度算法，通过对用户申请的业务类别特征和用户已有的存储资源历史调度信息的综合考虑，并基于云数据中心存储资源（节点）相关信息的分析，为用户自动选择调度最优化的存储资源。本算法能够保证为用户查找最优的存储资源节点（物理磁盘）。

附图说明

图1为本发明算法流程示意图。

具体实施方式

下面参照附图，通过具体实施方式对本发明进一步说明：

云计算操作系统下一种存储资源调度算法，通过对用户申请的业务类别和用户已有的存储资源历史调度信息的收集和分析，并基于存储资源节点信息的分析，为用户自动调度发现最优化的存储资源节点，提高物理存储资源利用率和存储节点命中效率。

所述算法分为13个步骤，具体如下：

1）用户登陆云计算操作系统门户，输入该次申请的业务类别、虚拟机配置详单；

2）业务类别识别模块判断该业务是否为新业务类别，若是，则进入步骤3）；若否，则进入步骤4）；

3）根据得到的配置信息，从资源池中随机选择一个未被分配的物理磁盘资源进行配置；完成后，进入步骤13）；

4）进入用户存储资源调度记录模块，获取该业务类别下已有用户的存储资源历史调度信息记录；分析并获得与该业务类别相关的磁盘读写队列C，并基于磁盘被调度次数降序排列C={C1，C2，…,Cn}，C1即标志读写次数最多的物理磁盘的信息；

5）依次取C中的记录Ci,与用户申请的虚拟机配置详单中的存储资源值M做差值，得到一差值结果队列；

6）判断得到的差值队列中的值是否全为负值；若否，进入步骤7）；否则，进入步骤8）；

7）将上述差值队列中第一个大于等于0的值（磁盘读写次数最小，且由于队列是按次数降序排列，在保证写入次数最少的前提下，优先使用调用次数大的磁盘）所对应的磁盘信息记录至最优磁盘队列中{[C1,M1],…,[Ci,Mi]}（格式为[磁盘信息，写入量]），在保证写入次数最少的前提下，优先使用调用次数高的磁盘，最大化利用物理磁盘资源；接着进入步骤12）；

8）判断该业务相关的磁盘队列是否为空，若否，则取上一步得到的差值队列中值最大的记录Li（负值），将其对应的Ci所对应的磁盘信息记录信息—[Ci的磁盘信息，Ci的值] 记录至最优磁盘队列中，接着进入步骤9）；否则，进入步骤 11）；

9）更新该业务相关磁盘队列信息，即删掉上一步中已经记录至最优队列中的磁盘信息，得新的与该业务相关的磁盘队列Cnew；

10）将最新得到的磁盘队列中的记录与前述步骤中得到的差值记录Li的绝对值作差，得到一新的差值队列，进入步骤6）；

11）已有业务相关磁盘队列不符合要求，在资源池中随机选择一未被分配的物理资源进行配置，进入步骤13）；

12）根据最优磁盘队列中记录的信息：{[磁盘信息，写入量],[]…[]}，为用户配置物理磁盘资源；

13）记录此次存储资源调度信息，并更新用户存储资源调度模块中的记录，完成此次算法调用。

假设：与用户业务i对应的基于被写入次数降序排列磁盘信息队列为C = {C1,C2,C3,C4,C5},其中C1=2 ，C2=4，C3=3，C4=5，C5 =7（即{2,4,3,5,7}）；

当用户申请的磁盘大小为M = 3时：C 中值Ci与M作差得{-1,1,0,2,4}，则取第二个数值1对应的磁盘信息（第一个非空的磁盘信息）放入最优队列{[C2,3] }，结束；

当用户申请的磁盘大小为M =8 时：C 中值Ci与M作差得{-6,-4,-5,-3,-1}，则

1、首先取队列中最大的值Li= -1对应的磁盘信息放入最优队列中，即{[C5,7]}；

2、然后更新业务相关的磁盘队列Cnew ={C1,C2,C3,C4 },将Cnew与Li的绝对值1作差得队列{1,3,2,4}，取第一个数值1对应的磁盘信息（同样，也是第一个非空的磁盘信息）放入最优队列中，即最终得到的最优队列为{[C5，7],[C1，1]}。

Claims (2)

1.云计算操作系统下一种存储资源调度算法，其特征在于：通过对用户申请的业务类别和用户已有的存储资源历史调度信息的收集和分析，并基于存储资源节点信息的分析，为用户自动调度发现最优化的存储资源节点，提高物理存储资源利用率和存储节点命中效率。

2.根据权利要求1所述的云计算操作系统下一种存储资源调度算法，其特征在于：所述算法分为13个步骤，具体如下：

1）用户登陆云计算操作系统门户，输入该次申请的业务类别、虚拟机配置详单；

2）业务类别识别模块判断该业务是否为新业务类别，若是，则进入步骤3）；若否，则进入步骤4）；

3）根据得到的配置信息，从资源池中随机选择一个未被分配的物理磁盘资源进行配置；完成后，进入步骤13）；

4）进入用户存储资源调度记录模块，获取该业务类别下已有用户的存储资源历史调度信息记录；分析并获得与该业务类别相关的磁盘读写队列C，并基于磁盘被调度次数降序排列C={C1，C2，…,Cn}，C1为标志读写次数最多的物理磁盘的信息；

5）依次取C中的记录Ci,与用户申请的虚拟机配置详单中的存储资源值M做差值，得到一差值结果队列；

6）判断得到的差值队列中的值是否全为负值；若否，进入步骤7）；否则，进入步骤8）；

7）将上述差值队列中第一个大于等于0的值所对应的磁盘信息记录至最优磁盘队列中{[C1,M1],…,[Ci,Mi]}，格式为[磁盘信息，写入量]，在保证写入次数最少的前提下，优先使用调用次数高的磁盘，最大化利用物理磁盘资源；接着进入步骤12）；

8）判断该业务相关的磁盘队列是否为空，若否，则取上一步得到的差值队列中值最大的记录Li，将其对应的Ci所对应的磁盘信息记录信息—[Ci的磁盘信息，Ci的值] 记录至最优磁盘队列中，接着进入步骤9）；否则，进入步骤 11）；

9）更新该业务相关磁盘队列信息，即删掉上一步中已经记录至最优队列中的磁盘信息，得新的与该业务相关的磁盘队列Cnew；

10）将最新得到的磁盘队列中的记录与前述步骤中得到的差值记录Li的绝对值作差，得到一新的差值队列，进入步骤6）；

11）已有业务相关磁盘队列不符合要求，在资源池中随机选择一未被分配的物理资源进行配置，进入步骤13）；

12）根据最优磁盘队列中记录的信息：{[磁盘信息，写入量],[]…[]}，为用户配置物理磁盘资源；

13）记录此次存储资源调度信息，并更新用户存储资源调度模块中的记录，完成此次算法调用。

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