CN109962862A - 云平台、基于云平台的动态带宽分配方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种云平台、基于云平台的动态带宽分配方法及装置，属于计算机网络技术领域。其中，基于云平台的动态带宽分配方法包括：设置虚拟机初始的使用带宽为虚拟机的保护带宽，将虚拟机的物理机的预留带宽设置为物理机的总物理带宽与物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差；步骤A，在预定时间间隔到达时，获取虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽；步骤B，至少根据虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，返回步骤A。
Description
技术领域
本发明实施例涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种云平台、基于云平台的动态带宽分配方法及装置。
背景技术
2010年7月，OpenStack开源云计算项目由美国国家航空航天局 (NationalAeronautics and Space Administration,NASA)和Rackspace公司共同启动。现在全球有15000多名开发者和135个国家共同参与OpenStack的开发。OpenStack是用Python语言开发的，采用Apache2.0许可协议，是一个自由软件和开放源代码项目。OpenStack通过多个相互联系的服务提供基础设施即服务(Infrastructure As A Service,IaaS)类型的云计算解决方法。各个服务之间通过各自的REST风格的API相互联系。根据用户的需求，可以选择安装OpenStack的部分或全部服务，建立公有或私有的云计算服务。OpenStack目前获得了大量硬件和软件厂商的支持，OpenStack 基金会的白金会员包括AT&T、HP、IBM、Rackspace、RedHat等，黄金会员包括Cisco、Dell、华为、Intel、VMware、Yahoo！等等。因为大量的组织和个人的加入，OpenStack的组件、服务和工具在开发速度和软件质量上都在不断提高，逐渐形成了一个大的生态系统。
在当今互联网高速发展的时代，云计算是最热门的研究领域之一。云计算是一种基于互联网相关服务的增加、使用和交付模式，它通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。无论是传统的个人电脑还是服务器上，只能运行一个操作系统，这样会造成闲时资源浪费忙时出现卡顿。云计算通过虚拟技术将基本的资源进行虚拟分割和组合，提高性能。而传统的云平台的网络带宽分配机制中，现有的保证带宽的策略可分为两种:其一，为用户预留带宽；另一种是按照比例分配带宽资源。为了能够让用户获得可预测的带宽性能保证，一些研究为用户预留带宽，通过用户提出的带宽需求，为用户静态地分配最小需求带宽，从而可以预测出带宽性能最不理想的状态，为带宽性能提供一个可预测的下限。这种带宽预留的方法面临的一个最重要的挑战就是带宽的充分利用的问题。数据中心中的带宽资源极其珍贵和稀少的，加之数据中心内部流量动态变化的特点，静态预留带宽将会导致带宽资源在某种程度上出现浪费。在数据中心运营者看来，这种预留资源的策略将会导致其运营费用的增加。按比例分配带宽，则从用户、虚拟机等各个不同的层次进行按比例分配带宽，在保证公平性的同时，为用户提供可预测的带宽性能保证。按比例分配带宽的策略只能在一定程度上解决可预测带宽性能保证的问题，并不能完全保证。
因此，基于云平台的网络带宽资源如何有效使用的问题是目前需要解决的一个重要技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例所解决的技术问题之一在于提供一种基于云平台的动态带宽分配方案，用以克服现有技术中网络带宽资源无法有效使用的缺陷，达到网络带宽资源有效使用、提升云平台的性能的效果。
本发明实施例提供一种基于云平台的动态带宽分配方法，包括：设置虚拟机初始的使用带宽为所述虚拟机的保护带宽，将所述虚拟机的物理机的预留带宽设置为所述物理机的总物理带宽与所述物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差；步骤A，在预定时间间隔到达时，获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽；步骤B，至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，返回步骤A。
可选地，在本发明一具体实施例中，至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，包括:在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽。
可选地，在本发明一具体实施例中，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，包括：在所述物理机当前的预留带宽为零的情况下，将所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽设置为所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
可选地，在本发明一具体实施例中，在所述物理机当前的预留带宽不为零的情况下，所述方法还包括：在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽小于等于所述虚拟机的保护带宽的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽且小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽、小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机的预留带宽小于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于等于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的最大带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽小于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
可选地，在本发明一具体实施例中，获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，包括：从云平台的监控组件和虚拟交换机获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
本发明实施例还提供一种基于云平台的动态带宽分配装置，包括：设置模块，用于设置虚拟机初始的使用带宽为所述虚拟机的保护带宽，将所述虚拟机的物理机的预留带宽设置为所述物理机的总物理带宽与所述物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差；计时模块，用于计时，并在预定时间间隔到达时，触发获取模块；所述获取模块，用于获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽；分配模块，用于至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，触发所述计时模块开始计时。
可选地，在本发明一具体实施例中，所述分配模块按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽包括:在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽。
可选地，在本发明一具体实施例中，在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，所述分配模块按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽：在所述物理机当前的预留带宽为零的情况下，将所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽设置为所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
可选地，在本发明一具体实施例中，所述分配模块还用于在所述物理机当前的预留带宽不为零的情况下，按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽：在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽小于等于所述虚拟机的保护带宽的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽且小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽、小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机的预留带宽小于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于等于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的最大带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽小于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
可选地，在本发明一具体实施例中，所述获取模块按照以下方式获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽：从云平台的监控组件和虚拟交换机获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
本发明实施例还提供了一种云平台，包括上述的基于云平台的动态带宽分配装置。
由以上技术方案可见，本发明实施例根据虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率以及上一预定时间间隔内的物理机的预留带宽及每个虚拟机的使用带宽，动态分配虚拟机的下一预定时间间隔内的使用带宽，从而可以充分利用网络带宽资源，提高云平台系统资源利用的高效性。
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实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种基于云平台的动态带宽分配方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种基于OpenStack云平台的动态带宽分配方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的一种基于云平台的动态带宽分配装置的结构示意图。
具体实施方式
当然，实施本发明实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。
为了使本领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，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，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。
下面结合本发明实施例附图进一步说明本发明实施例具体实现。
实施例一
动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Allocation，DBA)是指实际中监控所在链路的流量、延迟和带宽使用率等相关参数，并根据这些参数来判断增加或者减少所在链路的带宽从而提高带宽的利用率。在物理网络中，DBA软件在交换机设备的光线路终端(opticalline terminal，OLT)中执行，并向每个光网络单元(Optical Network Unit，ONU)发出授权，然后就可以在ONU 之间分配带宽。
本发明实施例针对在云平台网络带宽资源的分配问题，提出了一种基于云平台的动态带宽分配方法。在传统的云平台网络带宽资源尽力而为的分配机制中，为用户预留带宽以及按比例分配带宽在一定程度上造成了资源的浪费。而本发明实施例提供的技术方案，根据虚拟机在上一预定时间间隔的丢包率及带宽使用情况，分配虚拟机在下一预定时间间隔的使用带宽，从而可以提高带宽的利用率。
图1为本发明实施例一提供的一种基于云平台的动态带宽分配方法的流程图，如图1所示，该方法主要包括以下步骤S102～步骤S106。
步骤S102，设置虚拟机初始的使用带宽为所述虚拟机的保护带宽，将所述虚拟机的物理机的预留带宽设置为所述物理机的总物理带宽与所述物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差。
在步骤S102中，设置虚拟机初始的使用带宽，在本实施例中，将物理机的总物理带宽分为预留带宽和虚拟机的使用带宽，在初始状态下，虚拟机的使用带宽等于虚拟机的保护带宽，而物理机的预留带宽＝物理机的总物理带宽-物理机的所有虚拟机的保护带宽。
在本发明实施例中，在初始时，还可以设置虚拟机的最小带宽(也可以称为带宽下限)、中间带宽和最大带宽(也可以称为带宽上限)，例如，可以将虚拟机的最小带宽设置为8M、中间带宽设置为16M，最大带宽设置为 24M。在具体应用中，可以根据具体情况设置虚拟机的最小带宽、中间带宽和最大带宽，具体本发明实施例中不作限定。
步骤S104，在预定时间间隔到达时，获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽。
在本发明实施例的一个可选实施方案中，可以从云平台的监控组件和虚拟交换机上获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽。例如，在OpenStack云平台中，可以利用 Ceilometer和Open vSwitch监控虚拟机丢弃的数据包、虚拟机带宽的使用情况以及物理机当前的预留带宽(其中，物理机当前的预留带宽即指物理机当前未使用的预留带宽)。
步骤S106，至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述物理机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，返回步骤S104。
在本发明实施例的一个可选实施方案中，如果所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零，则可以根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽。即在该可选实施方式中，针对上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，而如果所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率不为零，则可以根据根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，也可以保持所述虚拟机的使用带宽，即不对所述虚拟机的使用带宽进行动态调整，具体本发明实施例不作限定。
在上述可选实施方式中，在根据所述物理机在上一预定时间间隔内的带宽使用信息，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽时，可选地，在所述物理机当前的预留带宽为零的情况下，说明当前物理机已经没有可用的剩余带宽了，则将所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽设置为所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
在上述可选实施方式中，在所述物理机当前的预留带宽不为零的情况下，可选地，还可以按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽：
(1)在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽小于等于所述虚拟机的保护带宽的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽；
(2)在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽且小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽；
(3)在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽、小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机的预留带宽小于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和；
(4)在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于等于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的最大带宽；
(5)在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽小于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
通过本发明实施例提供的基于云平台的动态带宽分配方法，采用上一时间收集的虚拟机的使用带宽值为基础，根据流量使用情况和丢弃的数据包来预测下一个时间间隔虚拟机的带宽需求，最终达到优化带宽分配的准确性，减少高优先级业务挤占发送时隙问题。同时，在保证网络高优先级业务的延时性能的基础上可提高中等优先级业务和低等优先级业务的延时性能，并且在网络处于重负载情况下提升了吞吐量，降低了网络丢包率。
实施例二
本实施例以OpenStack云平台为例，对本发明实施例提供的基于云平台的动态带宽分配方法进行描述。需要说明的是，虽然本实施例以OpenStack 云平台为例进行说明，但本发明实施例提供的基于云平台的动态带宽分配方法并不仅限于OpenStack云平台，也可以用于其它云平台，具体本发明实施例不作限定。
本发明实施例主要针对云平台网络带宽资源的分配问题，提出了一种基于OpenStack云平台的动态带宽分配方法。在传统的云平台网络带宽资源尽力而为的分配机制中，为用户预留带宽以及按比例分配带宽在一定程度上造成了资源的浪费。基于云平台的网络带宽分配方法可有效解决带宽资源使用问题，并且能在一定程度上提高网络带宽的利用率。
在本实施例中，针对为用户预留带宽以及按比例分配带宽带来的资源浪费问题，基于O-DBA算法动态分配带宽资源。先将物理机的总物理带宽分为物理机的预留带宽和虚拟机的分配带宽。虚拟机的带宽初步设置为虚拟机制保护带宽。利用Ceilometer和OpenvSwitch监控丢弃的数据包和虚拟机带宽的使用情况，最后把每台虚拟机带宽的使用值返回，为下一时刻分配带宽提供依据。然后根据Ceilometer和Open vSwitch收集的数据，执行动态带宽分配算法计算出下一时刻所述虚拟机分配的带宽。以收集的虚拟机的使用带宽值为基础，根据流量使用情况和丢弃的数据包来预测下一个时间间隔虚拟机的带宽需求。
图2为本实施例提供的一种基于OpenStack云平台的动态带宽分配方法的流程图，如图2所示，该方法主要包括以下步骤：
步骤S201，设置虚拟机初始的使用带宽为所述虚拟机的保护带宽，将所述虚拟机的物理机的预留带宽设置为所述物理机的总物理带宽与所述物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差。
步骤S202，开始计时。
步骤S203，预定时间间隔到达。
步骤S204，从Ceilometer和Open vSwitch获取虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
步骤S205，判断虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率是否为零，如果是，则执行步骤S206，否则，返回步骤S202。
步骤S206，判断物理机当前的预留带宽是否为零，如果为零，则将所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽设置为所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，返回步骤S202，否则，执行步骤S207。
步骤S207，判断虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽Vm是否小于等于虚拟机的保护带宽Vp，如果是，则分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽，返回步骤S202；否则，执行步骤 S208；
步骤S208，判断虚拟机的使用带宽Vm是否小于等于所述虚拟机的中间带宽Vc，如果是，则执行步骤S209，否则，执行步骤S210；
步骤S209，判断物理机当前的预留带宽Vq大于虚拟机的中间带宽Vc 与虚拟机的保护带宽Vp之差,如果是，则分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽，返回步骤S202；否则，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和，返回步骤S202；
步骤S210，判断所述物理机当前的预留带宽Vq是否大于等于所述物理机的带宽上限Vmax与所述物理机Vmin的中间带宽之差，如果是，则分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的最大带宽，返回步骤S202，否则，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和，返回步骤 S202。
在本实施例中，当虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零时：
(1)当物理机的预留带宽为零时，表明没有可分配的带宽，保护虚拟机的使用带宽不变。
(2)当虚拟机的使用的带宽小于虚拟机的保护带宽时,则将所述虚拟机下一时刻带宽定义为保护带宽。
(3)当虚拟机的使用带宽大于其保护带宽并且小于等于虚拟机的中间带宽时，且物理设备的预留带宽款大于其中间带宽和保护带宽之差时，表明虚拟机需要的带宽需求为中间带宽，且带宽池中带宽够分配，将所述虚拟机下一时刻带宽定义为中间带宽。
(4)当虚拟机的使用带宽大于其保护带宽并且小于等于虚拟机的中间带宽时，且物理设备的预留带宽款小于其中间带宽和保护带宽之差时，表明虚拟机需要的带宽需求为中间带宽，且带宽池中带宽不够分配，将虚拟机下一时刻带宽定义为保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
(5)当虚拟机的使用带宽大于其中间带宽,且物理设备的预留带宽大于其带宽上限与中间带宽之差时，表明虚拟机需要的带宽需求为带宽上限，并且带宽池中带宽够分配，将所述虚拟机下一时刻带宽定义为最大带宽。
(6)当虚拟机的使用带宽大于其中间带宽,且物理设备的预留带宽款小于等于其带宽上限与中间带宽之差时,表明虚拟机需要的带宽需求为带宽上限，但带宽池中带宽不够分配，将所述虚拟机下一时刻带宽定义为述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
最后，将计算得出的最新带宽即下一时刻的分配带宽应用到虚拟机上即可。
通过本发明实施例提供的技术方案，先将虚拟机的总物理带宽分为虚拟机的预留带宽和虚拟机的分配带宽。虚拟机的带宽初步设置为保护带宽。利用Ceilometer和OpenvSwitch监控丢弃的数据包和虚拟机带宽的使用情况及收集的数据，执行动态带宽分配算法计算出下一时刻所述虚拟机分配的带宽，从而保证用户可以获得可预期的带宽性能，优化带宽分配的准确性，能够保证带宽分配的公平性，减少高优先级业务挤占发送时隙问题。同时，在保证网络高优先级业务的延时性能的基础上可提高中等优先级业务和低等优先级业务的延时性能，并且在网络处于重负载情况下提升了吞吐量，降低了网络丢包率，使得网络业务的QoS可以得到保证。进而将会对部署在数据中心里面的应用的性能有很大的提升。这种提升能够保证终端用户获得更好的用户体验。服务提供商也将从自身的受众用户那里得到相应的收益提升，同时他们会更加倾向于将服务迁移到云中。基础设施服务提供商为服务提供商提供可保证的带宽性能，将进一步吸引更多的用户，从而使得数据中心里面的大量资源能够得到更加充分合理的使用。
实施例三
本实施例提供了一种基于云平台的动态分配装置，该装置可以用于执行实施例一和实施例二中所述的基于云平台的动态分配方法。
图3是本发明实施例提供的一种基于云平台的动态分配装置的结构示意图，如图3所示，该基于云平台的动态分配装置主要包括：设置模块310、计时模块320、获取模块330和分配模块340。下面主要对该基于云平台的动态分配装置的各个功能模块的功能进行说明，其它未尽事宜可以参考实施例一和实施例二中的描述。
在本实施例中，设置模块310，用于设置虚拟机初始的使用带宽为所述虚拟机的保护带宽，将所述虚拟机的物理机的预留带宽设置为所述物理机的总物理带宽与所述物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差；计时模块 320，用于计时，并在预定时间间隔到达时，触发获取模块330；所述获取模块330，用于获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽；分配模块340，用于至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，触发所述计时模块320开始计时。
通过本发明实施例提供的基于云平台的动态分配装置，采用上一时间收集的虚拟机的使用带宽值为基础，根据流量使用情况和丢弃的数据包来预测下一个时间间隔虚拟机的带宽需求，优化带宽分配的准确性，减少高优先级业务挤占发送时隙问题。同时，在保证网络高优先级业务的延时性能的基础上可提高中等优先级业务和低等优先级业务的延时性能，并且在网络处于重负载情况下提升了吞吐量，降低了网络丢包率。
在本发明实施例的一个可选实施方案中，分配模块340可以按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽包括:在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽。
在本发明实施例的一个可选实施方案中，在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，分配模块340还可以按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽：在所述物理机当前的预留带宽为零的情况下，将所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽设置为所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
在本发明实施例的一个可选实施方案中，分配模块340还用于在所述物理机当前的预留带宽不为零的情况下，按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽：在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽小于等于所述虚拟机的保护带宽的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽且小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽、小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机的预留带宽小于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于等于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的最大带宽；在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽小于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
在本发明实施例的一个可选实施方案中，获取模块330可以按照以下方式获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽：从云平台的监控组件和虚拟交换机获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
在本发明实施例中，还提供了一种云平台，该云平台包括上述的基于云平台的动态带宽分配装置，具体可以参见上述关于该装置的描述，具体在此不再赘述。
通过本发明实施例提供的技术方案，保证用户可以获得可预期的带宽性能，优化带宽分配的准确性，能够保证带宽分配的公平性，减少高优先级业务挤占发送时隙问题。同时，在保证网络高优先级业务的延时性能的基础上可提高中等优先级业务和低等优先级业务的延时性能，并且在网络处于重负载情况下提升了吞吐量，降低了网络丢包率，使得网络业务的QoS可以得到保证。进而将会对部署在数据中心里面的应用的性能有很大的提升。这种提升能够保证终端用户获得更好的用户体验。服务提供商也将从自身的受众用户那里得到相应的收益提升，同时他们会更加倾向于将服务迁移到云中。基础设施服务提供商为服务提供商提供可保证的带宽性能，将进一步吸引更多的用户，从而使得数据中心里面的大量资源能够得到更加充分合理的使用。
Claims (11)
1.一种基于云平台的动态带宽分配方法，其特征在于，包括：
设置虚拟机初始的使用带宽为所述虚拟机的保护带宽，将所述虚拟机的物理机的预留带宽设置为所述物理机的总物理带宽与所述物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差；
步骤A，在预定时间间隔到达时，获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽；
步骤B，至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，返回步骤A。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，包括:
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，包括：
在所述物理机当前的预留带宽为零的情况下，将所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽设置为所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述物理机当前的预留带宽不为零的情况下，所述方法还包括：
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽小于等于所述虚拟机的保护带宽的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽且小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽、小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机的预留带宽小于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于等于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的最大带宽；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽小于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，包括：
从云平台的监控组件和虚拟交换机获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
6.一种基于云平台的动态带宽分配装置，其特征在于，包括：
设置模块，用于设置虚拟机初始的使用带宽为所述虚拟机的保护带宽，将所述虚拟机的物理机的预留带宽设置为所述物理机的总物理带宽与所述物理机的所有虚拟机的保护带宽的总和之差；
计时模块，用于计时，并在预定时间间隔到达时，触发获取模块；
所述获取模块，用于获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔的使用带宽；
分配模块，用于至少根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽，触发所述计时模块开始计时。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分配模块按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽包括:
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，根据所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽以及所述物理机当前的预留带宽，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率为零的情况下，所述分配模块按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽：
在所述物理机当前的预留带宽为零的情况下，将所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽设置为所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分配模块还用于在所述物理机当前的预留带宽不为零的情况下，按照以下方式分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽：
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽小于等于所述虚拟机的保护带宽的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽且小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的保护带宽、小于等于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机的预留带宽小于所述虚拟机的中间带宽与所述虚拟机的保护带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的保护带宽与所述物理机当前的预留带宽之和；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽大于等于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的最大带宽；
在所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽大于所述虚拟机的中间带宽，且所述物理机当前的预留带宽小于所述物理机的带宽上限与所述物理机的中间带宽之差的情况下，分配所述虚拟机在下一预定时间间隔内的使用带宽等于所述虚拟机的中间带宽与所述物理机当前的预留带宽之和。
10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，所述获取模块按照以下方式获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽：
从云平台的监控组件和虚拟交换机获取所述虚拟机在上一预定时间间隔内的丢包率和所述虚拟机在上一预定时间间隔内的使用带宽。
11.一种云平台，其特征在于，包括权利要求6至10任一项所述装置。
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