CN110659108B - 一种云系统虚拟机任务迁移方法及装置、服务器 - Google Patents

Abstract

本申请属于云计算技术领域，涉及一种云系统虚拟机任务迁移方法，该方法包括获取云系统的可用性状态数据，根据所述可用性状态数据制定虚拟机任务迁移方案，根据所述迁移方案实施虚拟机任务迁移。该方法能够基于对云系统的可用性状态数据进行分析和计算，动态的跟踪各个物理机的可用性，动态的决定从高风险物理机向低风险物理机进行虚拟机任务迁移的策略，使虚拟机任务迁移更加及时、准确和高效，从而避免了物理机服务中断带来的业务和任务的失效，更避免了“对系统可靠性突变响应不及时”和“响应控制过于密集”的情况，更好的同实时的系统可靠性波动相适应。本申请还公开一种云系统虚拟机任务装置和服务器。

Description

一种云系统虚拟机任务迁移方法及装置、服务器

技术领域

本申请涉及云计算技术领域，例如涉及一种云系统虚拟机任务迁移方法及装置、服务器。

背景技术

云计算就是一种提供资源的网络，使用者可以随时获取“云”上的资源，按需求量使用，并且可以看成是无限扩展的，只要按使用量付费就可以，“云”就像自来水厂一样，我们可以随时接水，并且不限量，按照自己家的用水量，付费给自来水厂就可以。云计算包含两个方面的含义：一个方面是底层构建的云计算平台基础设施，是用来构建上层应用程序的基础；另一方面的含义是构建在这个基础平台之上的云计算应用程序。云计算是通过系统虚拟化、多处理器虚拟化、内存虚拟化、I/O虚拟化等虚拟化技术将物理资源虚拟化成资源池，这些资源再由云系统平台进行统一的管理调度。

同其他中心化、非中心化、分布式的计算系统一样，云系统中的主要计算单元就是物理机(PM，Physical Machine)。真实环境下运行的云系统物理机，在运行时也会产生偶发错误和失效，从而导致任务逻辑和控制逻辑的混乱，进而导致其提供的服务时断时续。只要物理机的服务没有中断，即认为是可用的，反之则认为不可用。云系统的管理者和使用者，总希望可用的时间尽可能长，不可用的时间尽可能短。也就是说，高可用性是云系统管理者和使用者共同的期望。PM上运行的软件任务，主要以虚拟机(VM，Virtual Machine)的形式存在。

由于真实的云计算系统不可能达到百分之百的可用性，对应的任务管理和调度策略多采用虚拟机迁移的技术，在云系统运行时评估各个物理机的可用性和潜在的服务中断可能性，将处于服务中断风险物理机上的某些VM进程，迁移到其他健康程度更高的物理机上，从而避免物理机服务中断带来的业务和任务的失效。

然而，在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

(1)进程迁移的时机具有滞后性，往往等到物理机已经出现服务中断和故障时才开始进行进程迁移，甚至在迁移未完成时就已经出现物理机故障；

(2)往往人为的预先指定进程迁移的目的主机，而没有动态的考虑目标主机的实时的健康状态和服务承载能力，因而易出现大量VM集中进入一个或几个目标主机导致其性能急剧下降的情况；

(3)在评估物理机健康状态和可用性时，没有考虑“可用”与“不可用”事件交替发生对可用性预测和计算的影响。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种云系统虚拟机任务迁移方法、装置和服务器，以解决云系统中因物理机服务终端而使业务和任务时效的技术问题。

在一些实施例中，所述云系统虚拟机任务迁移方法包括：

获取云系统的可用性状态数据；

获得可用性驱动的迁移决策；

实施虚拟机任务迁移。

在一些实施例中，所述云系统虚拟机任务迁移装置包括：处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行上述的云系统虚拟机任务迁移方法。

在一些实施例中，所述云系统虚拟机任务迁移服务器包括上述云系统虚拟机任务迁移装置。

本公开实施例提供的云系统虚拟机任务迁移方法、装置和服务器，可以实现以下技术效果：能够基于对云系统的可用性状态数据进行分析和计算，动态的跟踪各个物理机的可用性，动态的决定从高风险物理机向低风险物理机进行虚拟机任务迁移的策略，使虚拟机任务迁移更加及时、准确和高效，从而避免了物理机服务中断带来的业务和任务的失效，更避免了“对系统可靠性突变响应不及时”和“响应控制过于密集”的情况，更好的同实时的系统可靠性波动相适应。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一种云系统虚拟机任务迁移方法示意图；

图2是本公开实施例提供的一种云系统虚拟机任务迁移装置示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例提供了一种云系统虚拟机任务迁移方法，如图1所示，包括：

S101.获取云系统的可用性状态数据；

S102.获得可用性驱动的迁移决策；

S103.实施虚拟机任务迁移。

在一些实施例中，获取云系统的可用性状态数据，包括：获取云系统物理机的历史可用性数据；获得所述物理机的可用性时长特征。

在一些实施例中，获取云系统物理机的历史可用性数据，包括：设定云系统中有n个物理机，获取各物理机M_i在到当前时间为止的服务中断事件发生的时刻ZD_i,1,ZD_i,2,...ZD_i,k；在一些实施例中，服务终端事件包括宕机、任务故障性中断、任务调度失败等非正常事件。

获取服务中断事件发生后对应的服务恢复的时刻HF_i,1,HF_i,2,...HF_i,k；

如果最近一次服务中断事件发生后物理机还未恢复，则令HF_i,k＝t；如果服务中断事件的次数为0，则令k＝1，ZD_i,1＝t和HF_i,1＝t；

其中，t为开始执行获取云系统物理机的历史可用性数据时的时刻，k为服务中断事件的次数，n和k均为正整数，1≤i≤n；

获取各物理机M_i上当前正在运行的虚拟机数量YXVM_i；

获取各物理机M_i上当前剩余的可移入的虚拟机数量SYVM_i。

在一些实施例中，获得所述物理机的可用性时长特征，包括：

通过计算KYSC_i,j＝HF_i,j-ZD_i,j获得各物理机M_i历史可用阶段的时长；

其中，KYSC_i,j为各物理机M_i历史可用阶段的时长，HF_i,j为第i个物理机在第j次服务中断事件发生后恢复的时刻，ZD_i,j为第i个物理机在第j次服务中断事件发生时的时刻，1≤j≤k。

通过计算获得各物理机M_i历史平均可用率；

其中，KYL_i为各物理机M_i历史平均可用率，YW为遗忘衰减因子，0＜YW＜1；

通过计算获得遗忘衰减因子。

可选地，若服务中断事件集中发生再早期，则说明云系统早期的可用性表现对云系统最近的影响较小，因而遗忘衰减因子的值较小。

在一些实施例中，根据获得可用性驱动的迁移决策，包括：

对物理机出现服务中断事件进行风险评估，获得风险评估结果；

根据风险评估结果生成虚拟机任务迁移方案。

在一些实施例中，对物理机出现服务中断事件进行风险评估，获得风险评估结果，包括：

通过计算获得当前各物理机M_i出现服务中断事件的概率；其中，ZDFX_i为物理机M_i出现服务中断事件的概率。

可选地，若在t时刻该物理机刚刚恢复或者还未恢复，则认为该物理机仍处于服务中断中，其风险为百分之百；反之，则根据可用率KYL_i来计算从最近一次恢复到当前的间隔时间内出现新一次服务中断事件的概率，作为当前物理机出现服务中断事件的概率。

在一些实施例中，根据风险评估结果生成虚拟机任务迁移方案，包括：

通过计算获得各物理机M_i迁出虚拟机的紧迫度；其中，JPD_i为紧迫度。可选地，紧迫度JPD_i为判断物理机M_i是否需要迁出虚拟机的参考值，当紧迫度JPD_i越大，则对应的物理机M_i越需要进行虚拟机任务迁移。

可选地，服务中断事件发生概率为1的物理机，其迁移紧迫度直接由该物理机上正在运行的虚拟机数量来衡量；否则，则用其正在运行的虚拟机数量YXVM_i，再乘以其当前持续可用时长除以预期剩余可用时长的比例，其中，t-HF_i,k为当前持续可用时长，(KYL_i)^-1为预期剩余可用时长。

设定YVM为源虚拟机的标号，MDVM为目的虚拟机的标号；

根据所述紧迫度JPD_i；

所述源虚拟机的标号YVM为具有最大紧迫度的物理机的标号；

所述目的虚拟机的标号MDVM为具有最小紧迫度的物理机的标号。

在一些实施例中，实施虚拟机任务迁移，包括：

当YVM与MDVM相同时，则不实施虚拟机迁移；

当YVM与MDVM不相同时，则将所述物理机M_YVM上实际可以迁移的虚拟机，迁移至物理机M_MDVM上；

其中，通过计算QY＝min{YXVM_YVM,SYVM_MDVM}获得实际可以迁移的虚拟机的数量，其中，QY为实际可以迁移的虚拟机数量，YXVM_YVM为正在运行的源虚拟机数量，SYVM_MDVM为可移入的目的虚拟机的数量，M_YVM为最大紧迫度的物理机，M_MDVM为最小紧迫度的物理机。

在一些实施例中，记录虚拟机迁移完成时的时刻t'。

在一些实施例中，还包括计算实施虚拟机迁移的等待时间，通过计算获得所述等待时间，其中，DSJ为等待时间，NEWR为在t和t'时间之间新到达云系统并已经生成对应虚拟机实例的任务数量。

可选地，若在实施虚拟机任务迁移操作期间，有新任务到达，则等待时间为0；若所有的物理机都处于最高的服务中断风险，表示系统处于极高的可靠性风险中，须马上开始下一次虚拟机任务迁移工作，因此等待时间为0；反之，则计算各物理机的预期剩余可用时长的最小值作为等待时间，若各物理机的预期剩余可用时长都为负数，则以0为等待时间。

在一些实施例中，当完成一次虚拟机迁移工作后，重新获取云系统的可用性状态数据，以进行下一次虚拟机迁移工作，直到系统终止运行。

根据上述实施例中云系统虚拟机任务迁移方法可知，本公开实施例提供的云系统虚拟机任务迁移方法能够基于对云系统的可用性状态数据进行分析和计算，动态的跟踪各个物理机的可用性，采用趋势分析的方法，动态的决定下一次迁移工作的时机，同时动态的调整新增任务的数量，动态的决定从高风险物理机向低风险物理机进行虚拟机任务迁移的策略，使虚拟机任务迁移更加及时、准确和高效，从而避免了物理机服务中断带来的业务和任务的失效，更避免了因静态的根据云系统和物理机的资源配置情况来决策虚拟机迁移的方案可能导致“对系统可靠性突变响应不及时”和“响应控制过于密集”的情况，从而更好的同实时的系统可靠性波动相适应。

本公开实施例提供了一种云系统虚拟机任务迁移装置，其结构如图2所示，该装置包括：处理器(processor)100和存储有程序指令的存储器(memory)101，还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的程序指令，处理器被配置为在执行所述程序指令时，以执行上述实施例的云系统虚拟机任务迁移方法。

此外，上述的存储器101中的程序指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的软件程序、指令以及模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的云系统虚拟机任务迁移方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

根据上述实施例中的云系统虚拟机任务迁移装置可知，本公开实施例提供的云系统虚拟机任务迁移装置能够基于对云系统的可用性状态数据进行分析和计算，动态的跟踪云系统的运行时可靠性变化趋势，然后自适应的设定合理的任务迁移策略，并决定下一次控制任务迁移的时机，从而优化系统可靠性，使虚拟机任务迁移更加及时、准确和高效，从而避免了物理机服务中断带来的业务和任务的失效，更避免了“对系统可靠性突变响应不及时”和“响应控制过于密集”的情况，更好的同实时的系统可靠性波动相适应。

本公开实施例提供了服务器，包含上述的云系统虚拟机任务迁移装置。该服务器能够基于对云系统的可用性状态数据进行分析和计算，动态的跟踪各个物理机的可用性，动态的决定从高风险物理机向低风险物理机进行虚拟机任务迁移的策略，使虚拟机任务迁移更加及时、准确和高效，从而避免了物理机服务中断带来的业务和任务的失效，更避免了“对系统可靠性突变响应不及时”和“响应控制过于密集”的情况，更好的同实时的系统可靠性波动相适应。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为执行上述云系统虚拟机任务迁移方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述云系统虚拟机任务迁移方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以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可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (4)

1.一种云系统虚拟机任务迁移方法，其特征在于，包括：

获取云系统的可用性状态数据；

获得可用性驱动的迁移决策；

实施虚拟机任务迁移；

所述获取云系统的可用性状态数据，包括：获取所述云系统物理机的历史可用性数据；获得所述物理机的可用性时长特征；

所述获取所述云系统物理机的历史可用性数据，包括：设定所述云系统中有n个所述物理机，获取所述物理机M_i的服务中断事件发生的时刻ZD_i,1,ZD_i,2,...ZD_i,k；获取所述服务中断事件发生后对应的服务恢复的时刻HF_i,1,HF_i,2,...HF_i,k；其中，t为开始执行获取所述云系统物理机的历史可用性数据时的时刻，k为所述服务中断事件的次数，n和k均为正整数，1≤i≤n；获取所述物理机M_i上正在运行的虚拟机数量YXVM_i；获取所述物理机M_i上可移入的虚拟机数量SYVM_i；

所述获得所述物理机的可用性时长特征，包括：通过计算KYSC_i,j＝HF_i,j-ZD_i,j获得所述物理机M_i历史可用阶段的时长；其中，KYSC_i,j为所述物理机M_i历史可用阶段的时长，HF_i,j为第i个物理机在第j次服务中断事件发生后恢复的时刻，ZD_i,j为第i个物理机在第j次服务中断事件发生时的时刻，1≤j≤k；通过计算获得所述物理机M_i历史平均可用率；其中，KYL_i为物理机M_i历史平均可用率，YW为遗忘衰减因子，0<YW<1；通过计算/>获得所述遗忘衰减因子；

所述获得可用性驱动的迁移决策，包括：对所述物理机发生所述服务中断事件进行风险评估，获得风险评估结果；根据所述风险评估结果获得所述虚拟机任务迁移方案；

所述对所述物理机出现所述服务中断事件进行风险评估，获得风险评估结果，包括：通过计算获得所述物理机M_i出现所述服务中断事件的概率；其中，ZDFX_i为物理机M_i出现服务中断事件的概率；/>为物理机M_i从最近一次恢复到当前的间隔时间内出现新一次服务中断事件的概率；

所述根据所述风险评估结果获得所述虚拟机任务迁移方案，包括：

通过计算获得所述物理机M_i迁出虚拟机的紧迫度；其中，JPD_i为紧迫度；

设定YVM为源虚拟机的标号，MDVM为目的虚拟机的标号；

所述源虚拟机的标号YVM为具有最大紧迫度的物理机的标号；

所述目的虚拟机的标号MDVM为具有最小紧迫度的物理机的标号；

所述实施虚拟机任务迁移，包括：

当所述YVM与所述MDVM相同时，则不实施所述虚拟机任务迁移；

当所述YVM与所述MDVM不相同时，则将所述物理机M_YVM上实际可以迁移的虚拟机，迁移至物理机M_MDVM上，M_YVM为最大紧迫度的物理机，M_MDVM为最小紧迫度的物理机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实施虚拟机任务迁移，还包括：通过计算QY＝min{YXVM_YVM,SYVM_MDVM}获得所述实际可以迁移的虚拟机的数量，其中，QY为实际可以迁移的虚拟机数量，YXVM_YVM为正在运行的源虚拟机数量，SYVM_MDVM为可移入的目的虚拟机的数量。

3.一种云系统虚拟机任务迁移装置，包括：处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至2任一项所述的云系统虚拟机任务迁移方法。

4.一种服务器，其特征在于，包括如权利要求3所述的云系统虚拟机任务迁移装置。