CN106201721B - 一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统 - Google Patents

一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统，包括：根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对目标服务器进行动态资源调整；将目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数；可见，在方案能避免在长时间内因为资源动态分配导致某一服务独占大部分资源的情况发生，有效缓解了压力下资源分配问题，提高系统处理效率和服务质量。

Description

一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统
技术领域
本发明涉及虚拟化云计算领域，更具体地说，涉及一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统。
背景技术
虚拟化技术与云计算的快速发展，使得资源的使用得到了最大化的发挥。基于虚拟化的技术，系统可以实现资源的按需分配与调度。这极大的提升了云服务平台资源的利用率，极大增强了平台服务质量，有效降低了成本，而且对于用户来说，还有了很好的用户体验。然而目前在传统的互联网行业在架构服务器时，资源利用低下，无法实现按需分配。并且目前的自动优化内存的方案，会造成长时间内因为资源动态分配导致某一服务独占大部分资源的情况发生，因此在巨大请求压力下，系统的处理效率变慢，服务质量变差。
因此，如何解决上述问题，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统，以避免在长时间内因为资源动态分配导致某一服务独占大部分资源的情况发生，提高系统处理效率，提高服务质量。
为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法，包括：
根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；
将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；
将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数。
其中，若每个虚拟服务器的内存值不同，则根据所有虚拟服务器的总请求量、每个虚拟服务器的请求量及每个虚拟服务器的内存权值计算每个虚拟服务器的处理率；通过所述预定处理率与每个虚拟服务器的内存权值确定每个虚拟服务器的最终处理率阈值。
其中，每个虚拟服务器的内存权值为每个虚拟服务器的内存值与所有虚拟服务器内存总和的比值。
其中，将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，包括：
选取所述目标服务器中处理率最大的目标服务器作为待调整服务器。
其中，通过采用miss rate curve的虚拟机内存实际需求大小估计算法、分布式共享内存技术、网络内存技术中任意一者进行动态资源调整。
其中，将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，包括：
将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取在预定时长内持续位于前N个的目标服务器作为待调整服务器。
其中，所述按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，包括：
按照预定调整规则：确定调整后的处理率αmax 2；
其中，αmax 1为目标虚拟服务器当前处理率，ti为预定时间间隔，t为从将目标虚拟服务器选定为待调整服务器至当前的时间间隔；为调整参数。
其中，当检测到待调整服务器的调整次数大于预定次数，或者，检测到待调整服务器的处理率小于预定阈值时，停止对待调整服务器处理率的调整。
一种基于虚拟化技术的内存动态调整系统，包括：
处理率计算模块，用于根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；
第一执行模块，用于将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；
待调整服务器选取模块，用于将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器；
第二执行模块，用于按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数。
其中，所述第二执行模块按照预定调整规则：确定调整后的处理率αmax 2；其中，αmax 1为目标虚拟服务器当前处理率，ti为预定时间间隔，t为从将目标虚拟服务器选定为待调整服务器至当前的时间间隔；为调整参数。
通过以上方案可知，本发明实施例提供的一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统，包括：根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数；
可见，在本实施例中，不仅考虑了虚拟化技术的资源按需分配性以及可调度性，还考虑了时间维度的因素，最大化利用云平台资源，解决了传统互联网行业鲁棒性弱的缺点，充分利用虚拟化技术的优势，避免在长时间内因为资源动态分配导致某一服务独占大部分资源的情况发生，有效缓解了压力下资源分配问题，提高系统处理效率和服务质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法流程示意图；
图2为本发明实施例公开的系统结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种基于虚拟化技术的内存动态调整系统结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统，以避免在长时间内因为资源动态分配导致某一服务独占大部分资源的情况发生，提高系统处理效率，提高服务质量。
参见图1，本发明实施例提供的一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法，包括：
S101、根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；
具体的，虚拟机监控器实时监控各个虚拟服务器的请求量；监控机监控实现方式采取软件实现，采取观察者模式，监控机可以当时查询虚拟机监控状态；每台虚拟机也可定时推送消息给监控机，这只需要采取双向观察者模式即可，之间通过消息传递有效数据。
具体的，若m台物理服务机上n台虚拟服务器，其中n≥m，且内存大小相同，ti表示某一个定时间隔，比如半分钟或者一分钟，不建议超过一分半钟。假设一段时间ti内(e.g:每分钟)，到达服务器的请求量为r，每个虚拟机的接受请求量为ri，单台虚拟服务器正常处理请求处理率为其中r＝∑ri。
S102、将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；
具体的，本实施例中的预定处理率θ＝(1/m)*120％，但是为保证每台虚拟服务器的效率，可按实际情况调整，当αi≥θ时，可启动闲置资源动态分配。
其中，若每个虚拟服务器的内存值不同，则根据所有虚拟服务器的总请求量、每个虚拟服务器的请求量及每个虚拟服务器的内存权值计算每个虚拟服务器的处理率；通过所述预定处理率与每个虚拟服务器的内存权值确定每个虚拟服务器的最终处理率阈值，其中，每个虚拟服务器的内存权值为每个虚拟服务器的内存值与所有虚拟服务器内存总和的比值。
具体的，若每台虚拟服务器的内存小大不一样，只需在计算请求处理率加上内存权值即可，每台虚拟服务器内存权值Qi＝Di/D，其中，Di为每台虚拟服务器的内存值，D为虚拟服务器内存总和；则相应的，每个虚拟服务器的处理率为相应的，最终处理率阈值为当时，可启动闲置资源动态分配。
具体的，参见图2，为本实施例提供的系统结构示意图，每台物理服务器上有一到多个虚拟服务器，通过虚拟机监控器实时监控各个虚拟服务器的运行情况，主要统计指标是请求量，统计预定时间间隔内的请求量，即服务端并发用户数；通过检测，计算并发数是否达到压力阈值，当到达压力阈值后，即可利用虚拟化技术进行闲置资源动态分配，并考虑时间维度防止资源过于被某一虚机使用。
S103、将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数。
其中，将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，包括：
选取所述目标服务器中处理率最大的目标服务器作为待调整服务器。
具体的，在本实施例中选取的待调整服务器的数量可以认为设定，例如若设定待调整服务器的数量为1时，即代表从目标服务器中选取处理率最大的目标服务器作为待处理服务器。
其中，通过采用miss rate curve的虚拟机内存实际需求大小估计算法、分布式共享内存技术、网络内存技术中任意一者进行动态资源调整。
具体的，在本实施例中需要动态调整资源时，可以采用miss rate curve的虚拟机内存实际需求大小估计方法；也可使用分布式共享内存(DSM)技术；亦可使用网络内存技术，如：Nswap等去完成动态调整，并按照时间因素定时调整资源分配。
基于上述技术方案，所述按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，包括：
按照预定调整规则：确定调整后的处理率αmax 2；
其中，αmax 1为目标虚拟服务器当前处理率，ti为预定时间间隔，t为从将目标虚拟服务器选定为待调整服务器至当前的时间间隔；为调整参数。
其中，将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，包括：
将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取在预定时长内持续位于前N个的目标服务器作为待调整服务器。
具体的，在本实施例中，若某个虚拟服务器的利用率很高，或者某个虚拟机的经过了ti时间间隔后，利用率还是居高不下，为了防止某一虚机长期独占主要资源，需利用预定调整规则对虚拟服务器下一时间的利用率进行调整，调整参数为一个小于0.05的值，这样，αmax会随着时间的延长不断变小，该虚拟服务器所占资源比例也会逐渐减小。其中，当检测到待调整服务器的调整次数大于预定次数，或者，检测到待调整服务器的处理率小于预定阈值时，停止对待调整服务器处理率的调整。
下面对本发明实施例提供的内存动态调整系统进行介绍，下文描述的内存动态调整系统与上文描述的内存动态调整方法可以相互参照。
参见图3，本发明实施例提供的一种基于虚拟化技术的内存动态调整系统，包括：
处理率计算模块100，用于根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；
第一执行模块200，用于将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；
待调整服务器选取模块300，用于将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器；
第二执行模块400，用于按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数。
基于上述技术方案，所述第二执行模块400按照预定调整规则：确定调整后的处理率αmax 2；其中，αmax 1为目标虚拟服务器当前处理率，ti为预定时间间隔，t为从将目标虚拟服务器选定为待调整服务器至当前的时间间隔；为调整参数。
本发明实施例提供的一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法及系统，包括：根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数；
可见，在本实施例中，不仅考虑了虚拟化技术的资源按需分配性以及可调度性，还考虑了时间维度的因素，最大化利用云平台资源，解决了传统互联网行业鲁棒性弱的缺点，充分利用虚拟化技术的优势，避免在长时间内因为资源动态分配导致某一服务独占大部分资源的情况发生，有效缓解了压力下资源分配问题，提高系统处理效率和服务质量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于虚拟化技术的内存动态调整方法，其特征在于，包括：
根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；
将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；
将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数；
若每个虚拟服务器的内存值不同，则根据所有虚拟服务器的总请求量、每个虚拟服务器的请求量及每个虚拟服务器的内存权值计算每个虚拟服务器的处理率；通过所述预定处理率与每个虚拟服务器的内存权值确定每个虚拟服务器的最终处理率阈值。
2.根据权利要求1所述的内存动态调整方法，其特征在于，
每个虚拟服务器的内存权值为每个虚拟服务器的内存值与所有虚拟服务器内存总和的比值。
3.根据权利要求2所述的内存动态调整方法，其特征在于，将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，包括：
选取所述目标服务器中处理率最大的目标服务器作为待调整服务器。
4.根据权利要求3所述的内存动态调整方法，其特征在于，通过采用miss rate curve的虚拟机内存实际需求大小估计算法、分布式共享内存技术、网络内存技术中任意一者进行动态资源调整。
5.根据权利要求4所述的内存动态调整方法，其特征在于，将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器，包括：
将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取在预定时长内持续位于前N个的目标服务器作为待调整服务器。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的内存动态调整方法，其特征在于，所述按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，包括：
按照预定调整规则：确定调整后的处理率αmax2；
其中，αmax1为目标虚拟服务器当前处理率，ti为预定时间间隔，t为从将目标虚拟服务器选定为待调整服务器至当前的时间间隔；为调整参数。
7.根据权利要求6所述的内存动态调整方法，其特征在于，当检测到待调整服务器的调整次数大于预定次数，或者，检测到待调整服务器的处理率小于预定阈值时，停止对待调整服务器处理率的调整。
8.一种基于虚拟化技术的内存动态调整系统，其特征在于，包括：
处理率计算模块，用于根据所有虚拟服务器的总请求量和每个虚拟服务器在预定时间间隔内的请求量，计算每个虚拟服务器的处理率；其中，若每个虚拟服务器的内存值不同，则根据所有虚拟服务器的总请求量、每个虚拟服务器的请求量及每个虚拟服务器的内存权值计算每个虚拟服务器的处理率；通过预定处理率与每个虚拟服务器的内存权值确定每个虚拟服务器的最终处理率阈值；
第一执行模块，用于将处理率不小于预定处理率的虚拟服务器作为目标服务器，并对所述目标服务器进行动态资源调整；
待调整服务器选取模块，用于将所述目标服务器按照处理率的大小进行降序排序，选取前N个目标服务器作为待调整服务器；
第二执行模块，用于按照预定调整规则对每个待调整服务器的处理率进行调整，并利用调整后的利用率对相应的待调整服务器进行动态资源调整；其中，N为正整数。
9.根据权利要求8所述的内存动态调整系统，其特征在于，
所述第二执行模块按照预定调整规则：确定调整后的处理率αmax2；其中，αmax1为目标虚拟服务器当前处理率，ti为预定时间间隔，t为从将目标虚拟服务器选定为待调整服务器至当前的时间间隔；为调整参数。
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