一種增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法
【專利摘要】本發(fā)明的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，包括：步驟1：申請類型的判斷，如為首次申請，執(zhí)行步驟2；如為變更申請，執(zhí)行步驟4；步驟2：獲取用戶應(yīng)用系統(tǒng)所對應(yīng)資源配額的最大限額；步驟3：資源配額首次分配；步驟4：判斷變更申請類型，如為減少資源配額，則釋放相應(yīng)的資源配額；如為增加資源配額，執(zhí)行步驟5；步驟5：計算信用因子；步驟6：如果大于基準(zhǔn)值，則分配申請?jiān)黾拥馁Y源配額；如果小于基準(zhǔn)值，則將申請?jiān)黾拥馁Y源配額乘以系數(shù)再分配給用戶；步驟7：以時間為周期動態(tài)調(diào)整用戶的資源配額。本發(fā)明的云計算用戶資源配額分配方法，阻止資源濫用，增強(qiáng)分配公平性；能夠有效預(yù)估云計算平臺資源需求量，滿足更多用戶的需求。
【專利說明】一種增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種云計算用戶資源配額分配方法，更具體的說，尤其涉及一種以用 戶以往對資源配額的利用率影響其資源配額再分配來增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額 分配方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 一云計算環(huán)境下，資源共享、按需使用的服務(wù)方式，使得某些用戶可能過度地占用資 源。在云計算資源有限的情況下，特別是公有云環(huán)境下，過度的資源占用可能會導(dǎo)致其他用 戶無法使用資源，影響服務(wù)的公平性和質(zhì)量。資源配額的設(shè)置在一定程度上限制了單個用 ^的資源占用數(shù)量，用戶只能在配額范圍內(nèi)申請資源、使用資源，然而目前云計算平臺通常 采用統(tǒng)一固定的資源配額限制方式，存在以下問題： 一是不同的用戶有不同的資源需求，即使同一用戶在不同的使用階段也有不同的資源 需求，固定資源配額的方式無法保障用戶的資源需求，相對地影響資源配額分配的公平性。 [0003]二是一些惡意行為破壞資源配額分配的公平性。如某些用戶長時間占用較大資源 配額，但配額利用率比較低，在云平臺資源有限并且需要保證服務(wù)質(zhì)量的情況下，無法為更 多的用戶分配或者調(diào)整資源，影響其他用戶的使用和平臺資源的高效利用；某些用戶為了 猶得更多的資源，可能會通過需求欺騙等手段謊報較高的資源配額，使其他用戶資源需求 無法滿足。
[0004]三是云平臺資源的異構(gòu)化和虛擬化特點(diǎn)，使用戶難以計算所需的資源數(shù)量，申請 的資源配額與實(shí)際需求可能會存在較大的偏差，難以有效預(yù)估云平臺資源需求量，影響平 臺的服務(wù)質(zhì)量。
[0005]在云平臺資源有限并且需要保障服務(wù)質(zhì)量的前提下，為了有效預(yù)估云平臺資源需 求量，公平地限制某些用戶資源使用額度以滿足更多用戶的資源需求，需要一種在云計算 環(huán)境下增強(qiáng)公平性的資源配額分配機(jī)制。
[0006]專利(一種限制云計算用戶資源使用額度的方法，申請?zhí)?〇131〇743282· X，申請?jiān)?2013· 12. 29,申請公布號CN1〇3729236A)公開了一種限制云計算用戶資源使用額度的方法。 該方法首先獲取物理機(jī)上可用資源總量作為用戶資源配額因子，制定物理資源與虛擬資源 一對一使用策略，當(dāng)設(shè)置用戶資源使用額度時，比較用戶已用資源量與設(shè)置額度，如果額定 值大于已用資源量，則設(shè)置有效，否則無效。該方法提出了一種限制云計算用戶資源使用額 度的方法，但該方法較簡單，僅僅通過與用戶已用資源量進(jìn)行比較來設(shè)置用戶資源使用額 度，并沒有考慮用戶資源配額分配的公平性問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了 一種增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源 配額分配方法。
[0008]本發(fā)明的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特別之處在于，通過以 下步驟來實(shí)現(xiàn)：步驟1 :資源配額申請類型的判斷，根據(jù)用戶資源配額的申請信息，判斷資 源配額申請的類型，如果為首次申請，則執(zhí)行步驟2;如果為資源配額變更申請，則執(zhí)行步 驟4 ;步驟2 :獲取最大限額，對于用戶資源配額的首次申請，通過申請信息獲取用戶應(yīng)用系 統(tǒng)的類型、業(yè)務(wù)需求和規(guī)模，查詢該類應(yīng)用系統(tǒng)對應(yīng)的資源配額最大限額，作為用戶資源配 額的首次分配因子，執(zhí)行步驟3 ;步驟3 :資源配額首次分配，比較用戶申請的資源配額與 最大限額的大??；若用戶申請的資源配額大于最大限額，則分配最大限額作為用戶的資源 配額；若用戶申請的資源配額小于最大限額，則分配給用戶申請的資源配額；步驟4 :判斷 變更申請類型，判斷資源配額變更申請是增加資源配額還是減少資源配額，如果為減少資 源配額，則釋放用戶相應(yīng)的資源配額，減少至用戶要求的資源配額；如果為增加資源配額， 則執(zhí)行步驟5 ;步驟5 :計算信用因子，根據(jù)用戶歷史資源配額使用情況計算用戶信用因子 G，信用因子與資源配額使用率成正比，執(zhí)行步驟6 ;步驟6 :增加資源配額，判斷信用因 子+$是否大于基準(zhǔn)值<%:，如果大于基準(zhǔn)值，則分配給用戶申請?jiān)黾拥馁Y源配額；如果小于 基準(zhǔn)值，則將申請?jiān)黾拥馁Y源配額乘以系數(shù)?/q所對應(yīng)的資源大小分配給用戶；步驟 7 : 用戶資源配額的周期性調(diào)整，以時間會為周期采用與步驟5中相同的方法計算用戶信用因 子^|，并根據(jù)用戶信用因子周期性動態(tài)調(diào)整用戶的資源配額。
[0009]本發(fā)明的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，步驟5中所述的計算信 用因子通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)：步驟5-1 :獲取歷史資源配額使用率，設(shè)歷史上共有i次資源 配額使用，參與計算的共有"類資源；用戶歷史上〖次資源配額使用率分別表示為 ，…，愚美:?， ^ d? ).··；,? Jt ^ \· r^?|| 表示第0次分配的資源配額使用率，表示第他次分配的第.類 資源的資源配額刪率，m? 表示第次資源配額被分配的起始時間，（表示 第￥次資源配額的服務(wù)時間；步驟5-2 :計算權(quán)重，首先通過公式（1)計算每個資源配額使 用率"κΛ (? )所占的權(quán)重:

【權(quán)利要求】
1. 一種增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特征在于，通過以下步驟來實(shí) 現(xiàn)： 步驟1 :資源配額申請類型的判斷，根據(jù)用戶資源配額的申請信息，判斷資源配額申請 的類型，如果為首次申請，則執(zhí)行步驟2 ;如果為資源配額變更申請，則執(zhí)行步驟4 ; 步驟2:獲取最大限額，對于用戶資源配額的首次申請，通過申請信息獲取用戶應(yīng)用系 統(tǒng)的類型、業(yè)務(wù)需求和規(guī)模，查詢該類應(yīng)用系統(tǒng)對應(yīng)的資源配額最大限額，作為用戶資源配 額的首次分配因子，執(zhí)行步驟3 ; 步驟3 :資源配額首次分配，比較用戶申請的資源配額與最大限額的大小；若用戶申請 的資源配額大于最大限額，則分配最大限額作為用戶的資源配額；若用戶申請的資源配額 小于最大限額，則分配給用戶申請的資源配額； 步驟4 :判斷變更申請類型，判斷資源配額變更申請是增加資源配額還是減少資源配 額，如果為減少資源配額，則釋放用戶相應(yīng)的資源配額，減少至用戶要求的資源配額；如果 為增加資源配額，則執(zhí)行步驟5 ; 步驟5 :計算信用因子，根據(jù)用戶歷史資源配額使用情況計算用戶信用因子Q，信用因子與資源配額使用率成正比，執(zhí)行步驟6 ; 步驟6 :增加資源配額，判斷信用因子Ci是否大于基準(zhǔn)值C0，如果大于基準(zhǔn)值，則分配 給用戶申請?jiān)黾拥馁Y源配額；如果小于基準(zhǔn)值，則將申請?jiān)黾拥馁Y源配額乘以系數(shù)Cyc0 所對應(yīng)的資源大小分配給用戶； 步驟7 :用戶資源配額的周期性調(diào)整，以時間T為周期采用與步驟5中相同的方法計算 用戶信用因子Q，并根據(jù)用戶信用因子周期性動態(tài)調(diào)整用戶的資源配額。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特征在于， 步驟5中所述的計算信用因子通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)： 步驟5-1 :獲取歷史資源配額使用率，設(shè)歷史上共有i次資源配額使用，參與計算的共 有《類資源；用戶歷史上i次資源配額使用率分別表示為…，R4)，其中： ) = (tM-dM)>" ' --ΜΛ(?：Μ-dMI' ^^ >dM)) 勾）表示第《次分配的資源配額使用率，表示第w次分配的第i類 資源的資源配額使用率，i= 1么...3 表示第《次資源配額被分配的起始時間，4?表示 第《次資源配額的服務(wù)時間； 步驟5-2:計算權(quán)重，首先通過公式（1)計算每個資源配額使用率士占的權(quán) 重乂，： Wjsi = +(I-α)*- (I) '\〇J * 為資源配額使用率所占的權(quán)重；cr是對4的影響因子，O〈 〈 1，￡) 的大小等于周期性動態(tài)調(diào)整資源配額的周期時間r，《 =1二…^ ; 則第次資源配額使用率所占權(quán)重表示為= ; 步驟5-3 :計算用戶信用因子，用一個《元組表示用戶資源配額： Qi為)=y Llbi為)>...，知也，α' ? ? …Q in (6為)) 表示第：次分配給用戶的資源配額，如匕4)表示第：次分配的第是類資源的 配額； 對于第?。侯愘Y源，分配并使用i次資源配額后，通過公式（2)計算用戶的信用因子 _WytP1，J1.)+W2Jfc5tlW2Jt(?，if2) +...W認(rèn)MiJfc (Ii，式） α , (2) M-I 對于所有資源類型，應(yīng)用i次資源配額后，第i+1次為用戶分配新的資源配額時，用戶 的信用因子用《元組來表示： G= 1?，…,?"..',--) 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特征在于， 步驟6所述的增加資源配額通過以下步驟來實(shí)現(xiàn) ： 設(shè)用戶第i+Ι次申請?jiān)黾拥馁Y源配額表示為： Αβ+ιOj+i, Oi+l?式+1)，."，么名+認(rèn)ti+l，沒;+1)，…(lj+i,i3?j+i)) 實(shí)際分配給用戶的增加額表示為： ^β+--^+Ι - 4+l) = (^i+il frj+1 > 4+?)>· ' - ^?i+u. ^!+1> ^i+1 )-··>^i+Ι?fe+l- ^i+l)) 設(shè)用戶信用因子的基準(zhǔn)值G為：Cq = 依次比較信用因子Ci與基準(zhǔn)值C0中對應(yīng)元素的大小，如果某類資源的信用因子 大于其基準(zhǔn)值，說明該類資源具有較高的使用率，則分配給用戶申請?jiān)黾拥馁Y源配額， 即： i+Ij' +1 ^ ^?-?-l) - ^i4-l-- 如果某類資源的信用因子it小于其基準(zhǔn)值％λ，說明該類資源的使用率較低，應(yīng)降低 分配給用戶申請?jiān)黾拥馁Y源配額，即： f', ^i+U^j+l^z+l) = ^ ?+U (^+1? ^z+1 )* 〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法， 其特征在于，設(shè)用戶申請減少的資源配額為Agf+池，AHxJ= (4+1，4+1 ... +U·fe+1，式+l?，..lAgi+U(?+!，式+1，釋放用戶相應(yīng)的資源配額后，用戶頭際 的資源配額為： β?+1 (^i+l> ^j+1) =Qi(? > *^2) -Qi+lfe+1 ^j+1) =(? .1 4J.I(? +1 *l^i+! ·fu?d，i) - ^m-U^i+1 >l^s*!i-·?fj,--i^i) _ ^--+ljs^l*I?^j+I)) 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特征在于， 步驟7中所述的用戶資源配額的周期性調(diào)整通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)： 步驟7-1 :周期性判斷并計算信用因子，判斷是否達(dá)到周期性調(diào)整資源配額的計算周 期了，如果沒有達(dá)到，則繼續(xù)等待；如果達(dá)到，則計算出用戶的信用因子G，執(zhí)行步驟7-2 ; 步驟7-2 :信用因子的比較，依次比較信用因子Ci與基準(zhǔn)值C0中對應(yīng)元素的大小，如 果某類資源的信用因子·^--大于其基準(zhǔn)值，說明該類資源具有較高的使用率，本次周期 性調(diào)整保持用戶資源配額不變；如果某類資源的信用因子小于其基準(zhǔn)值，說明該類 資源的使用率較低，應(yīng)降低用戶的資源配額，執(zhí)行步驟7-3 ; 步驟7-3 :計算降低后的資源配額，設(shè)用戶當(dāng)前的資源配額表示為： β?4)=fell式-(44)為用戶當(dāng)前某類資源的配額； 執(zhí)行計算降低后的用戶資源配額為： ii+uOi+iA+i) = ，執(zhí)行步驟 7_4 ; eOJt 步驟7-4 :對于信用因子小于基準(zhǔn)值的第i類資源，計算其在用資源數(shù)量，如果計算 出的新資源配額<^1^^+1，4+1)大于&.，說明新資源配額滿足用戶需求，則將計算出的資源配 額實(shí)際分配給用戶，即： ^+Ι,Λ^?+Ι > 4+1) = 'ii+Ufc (^+1> ^i+l)； 如果計算出的新資源配額小于1，說明新資源配額滿足不了用戶需求，則 將用戶在用資源數(shù)量實(shí)際分配給用戶作為新資源配額，即： ft+U^i+lX+i)=rJt。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特征在 于：步驟2中所述的應(yīng)用系統(tǒng)的類型包括電子商務(wù)、電子政務(wù)、中小企業(yè)網(wǎng)站、行業(yè)信息管 理系統(tǒng)，所述業(yè)務(wù)需求包括每秒實(shí)時處理的交易量、某業(yè)務(wù)響應(yīng)時間不低于某值、某個時段 大量文件提交處理，所述規(guī)模信息是指應(yīng)用系統(tǒng)組成部分的數(shù)量、支持最大用戶數(shù)、用戶申 請的資源配額。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特征在于： 所述η類資源包括但不限于CPU、內(nèi)存、云硬盤、IP以及虛擬路由器，所述的資源配額對應(yīng) (PU核數(shù)、內(nèi)存容量、云硬盤容量、IP數(shù)量以及虛擬路由器數(shù)量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)公平性的云計算用戶資源配額分配方法，其特征在于： 第W次分配的CPU的資源配額使用率=Σ(配額服務(wù)時間內(nèi)某時間段用戶使用的CPU核 數(shù)X該段時間）/(CPU配額總數(shù)X配額服務(wù)時間），云硬盤配額使用率=Σ(配額服務(wù)時 間內(nèi)某時間段用戶使用的云硬盤容量X該段時間)/(云硬盤配額總量X配額服務(wù)時間）， 內(nèi)存配額使用率=Σ(配額服務(wù)時間內(nèi)某時間段用戶使用的內(nèi)存容量X該段時間)/(內(nèi)存 配額總量X配額服務(wù)時間）。
【文檔編號】H04L29/08GK104270459SQ201410556001
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】陳靜, 王英龍, 楊美紅, 郭瑩, 薛冰, 趙志剛, 王筠, 王春曉 申請人:山東省計算中心（國家超級計算濟(jì)南中心）