一種基于dcn的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于云計算DCN技術領域，設及到DCN環(huán)境下流媒體集群的劃分、放置、W及遷移領域，特別設及一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法。
【背景技術】
[0002] 如今云計算的發(fā)展受到人們越來越多的關注，基于云計算的相關應用也逐漸融入 人們?nèi)粘５纳钪?，因此為了滿足用戶的各種需求，云服務供應商不斷在云平臺上部署 大規(guī)模的應用服務。隨著用戶對數(shù)據(jù)中屯、的資源數(shù)量和資源種類需求的增加，簡單地擴充 數(shù)據(jù)中屯、規(guī)模已經(jīng)不是一種有效的解決方案了，因為運會極大的增加數(shù)據(jù)中屯、的建設成 本，同時也絕不能夠降低應用服務質(zhì)量。因此，為了解決運個問題，研究者提出了云計算環(huán) 境下多虛擬機遷移的解決方案。檢索到的W下幾篇與本發(fā)明相關的屬于云計算DCN領域的 專利，它們分別是：
[0003] 1.中國專利201510036992. 8, 一種數(shù)據(jù)中屯、多虛擬機的數(shù)據(jù)遷移方法；
[0004] 2.中國專利201210551631. 3, 一種應用集群遷移方法及裝置； 陽0化]在上述專利1中提供了一種數(shù)據(jù)中屯、多虛擬機的數(shù)據(jù)遷移方法，屬于云計算領 域。本發(fā)明基于化ancoCallegati和WalterCerroni提出的基于預復制的并行多虛擬機 遷移策略，W及在本發(fā)明中提出的基于后復制的串行多虛擬機遷移策略為基礎，引入?yún)⒘縨 及修正因子a，提出一種滿足服務提供商與用戶協(xié)商的最大停機時間的約束條件下，總遷 移時間最小的數(shù)據(jù)遷移方法，該方法適用范圍廣，可進一步降低服務提供商的遷移時間成 本。
[0006]在上述專利2中公開了一種應用集群遷移方法及裝置，該方法包括：在云計算平 臺中，接收用戶按照遷移框架的約定發(fā)來的應用集群遷移請求；對所述應用集群遷移請求 進行解析，確定請求進行遷移的應用集群的遷移屬性信息；根據(jù)確定出的遷移屬性信息， 在空閑資源池中確定符合應用集群遷移需求的節(jié)點資源，根據(jù)確定出的節(jié)點資源和遷移框 架，將請求遷移的應用集群遷移到確定出的節(jié)點資源中。采用上述方案，能夠較好地提高云 計算平臺中應用集群的遷移效率。
[0007]根據(jù)上述查新，現(xiàn)有技術所存在的問題是，均沒有考慮流媒體服務器高資源消耗W及緊密流量通信的特點，運會導致整個云計算網(wǎng)絡的嚴重擁塞，大量消耗網(wǎng)絡的內(nèi)部帶 寬，進而嚴重影響流媒體應用服務的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于DCN的虛擬流媒 體集群協(xié)同遷移方法，在保證流媒體應用對外服務性能的前提下，大幅度降低DCN網(wǎng)絡的 內(nèi)部帶寬消耗，同時降低流媒體集群的整體遷移時間成本。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0010] 一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法，
[0011] 首先，構(gòu)建虛擬流媒體服務器之間的流量通信拓撲圖；
[0012] 根據(jù)虛擬流媒體服務器之間的流量通信拓撲圖進行面向物理機的小集群拓撲劃 分和面向分區(qū)的大集群拓撲劃分；
[0013] 根據(jù)虛擬流媒體服務器所在位置和2個層次的拓撲劃分結(jié)果，指派面向分區(qū)的大 集群與分區(qū)的對應關系和指派面向物理機的小集群與物理機的對應關系；
[0014] 最后，通過虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法，把所有待遷移的虛擬機遷移到目的物 理機上。
[0015] 所述構(gòu)建虛擬流媒體服務器之間的流量通信拓撲圖表示為Gvm= (V，E)，其中V= {Vmi,Vm^......Vm。}，即每一個虛擬機為流量通信拓撲圖中的一個點，n為虛擬機個數(shù)，E為 邊集，代表虛擬機間是否存在通信；若虛擬機i與虛擬機j之間存在通信，則Ei,=1，否則Eii= 0 ;邊權值WIi為虛擬機i與虛擬機j之間的通信大??；虛擬機i表示為Vm1=(C，b)， 其中C表示虛擬機i所需的CPU資源，b表示虛擬機i所需的帶寬資源。
[0016] 所述面向物理機的小集群拓撲劃分具體步驟如下：
[0017]Stepl:初始化每個虛擬機為一個面向物理機的小集群；
[0018] Step2:計算邊增益，邊增益與邊權值的平方成正比、與邊權值占所連接點的所有 邊權值之和的百分比成正比、邊連接點的資源和成反比；
[0019] Step3 :如果存在邊增益大于0,則合并邊增益最大的邊連接的2個點為一個面向 物理機的小集群；
[0020] St巧4 :重復St巧2,直到所有邊增益都不大于0 ;
[0021] Steps:合并剩余的孤立節(jié)點為一個面向物理機的小集群。
[0022] 所述根據(jù)面向分區(qū)的大集群拓撲劃分的具體步驟如下：
[0023]Stepl:初始化面向物理機的小集群為一個面向分區(qū)的大集群；
[0024]Step2:計算邊增益，邊增益與邊權值的平方成正比、與邊權值占所連接點的所有 邊權值之和的百分比成正比、邊連接點的資源和成反比；
[00巧]Step3 :如果存在邊增益大于0,則合并邊增益最大的邊連接的2個小集群為一個 面向分區(qū)的大集群； 陽0%] St巧4 :重復St巧2,直到所有邊增益都不大于0 ;
[0027]Steps :合并剩余的孤立的小集群為一個面向分區(qū)的大集群。
[0028] 所述指派面向分區(qū)的大集群與分區(qū)的對應關系的具體步驟如下： 陽0巧]Stepl:虛擬機遷移過程中拷貝的內(nèi)存數(shù)據(jù)總量用公式化ta(i) =B*Vmi(c)/ 度-Vmi化)）表示，式中：B表示傳輸速率，Vmi(C)表示虛擬機內(nèi)存大小，Vmi(b)表示虛擬機內(nèi) 存臟頁產(chǎn)生率；
[0030] Step2 :虛擬機與分區(qū)的距離用虛擬機遷移拷貝內(nèi)存數(shù)據(jù)總量與其到分區(qū)所經(jīng)過 的通信交換機個數(shù)的乘積表示；
[0031] Step3 :面向分區(qū)的大集群與分區(qū)的距離為面向分區(qū)的大集群所包含的所有虛擬 機與分區(qū)距離之和；
[0032]Step4:根據(jù)面向分區(qū)的大集群到分區(qū)的距離，使用匈牙利分派算法求得最優(yōu)分配 方案。
[0033] 所述指派面向物理機的小集群與物理機的對應關系的具體步驟如下：
[0034] Stepl:若虛擬機部署在物理機，則虛擬機與物理機距離為0,否則為I;
[0035]Step2:面向物理機的小集群與物理機的距離為面向物理機的小集群所包含的所 有虛擬機與物理機距離之和；
[0036]Step3:根據(jù)面向物理機的小集群到物理機的距離，使用匈牙利分派算法求得最優(yōu) 分配方案。
[0037] 所述通過虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法，把所有待遷移的虛擬機遷移到目的物理 機上的具體步驟如下：
[0038]Stepl:判斷待遷移虛擬機的目的主機資源是否滿足，將待遷移虛擬機分為可遷移 隊列和等待遷移隊列；
[0039]Step2:計算可遷移隊列中的虛擬機遷移帶來的網(wǎng)絡增益，按其遷移帶來的網(wǎng)絡增 益降序排列，虛擬機遷移增益為虛擬機遷移之后所減少的DCN的內(nèi)部流量大??；
[0040] St巧3:若可遷移隊列為空，轉(zhuǎn)至St巧6 ;否則，從可遷移隊列中的按順序取虛擬 機，計算虛擬機的遷移路徑，遷移路徑帶寬表示為B;
[0041] Step4 :若遷移路徑帶寬B大于1. 5倍的虛擬機內(nèi)存臟頁產(chǎn)生率，則不滿足遷移條 件，轉(zhuǎn)至Step3;否則，啟動其遷移任務；
[0042]St巧5:虛擬機完成遷移，更新與之相連的虛擬機的遷移增益、更新源物理主機 的可用資源、更新可遷移隊列和等待資源隊列、更新DCN網(wǎng)絡拓撲矩陣可用帶寬；轉(zhuǎn)至 StepS；
[0043] Step6 :更新目的物理主機可W資源，更新可遷移和等待遷移隊列，更新DCN網(wǎng)絡 拓撲矩陣可用帶寬；轉(zhuǎn)至Step3;
[0044] Step7 :判斷等待遷移隊列是否為空，若為空，則算法結(jié)束；否則，將待遷出虛擬機 個數(shù)最小的物理機上的虛擬機遷移到空閑物理機。
[0045] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明考慮了流媒體服務器高資源消耗W及緊密流量通信的特 點，通過求得虛擬流媒體集群的理想遷移方案進行虛擬流媒體集群協(xié)同遷移。
【附圖說明】
[0046] 圖1為本發(fā)明一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。 W48]如附圖1所示，本發(fā)明為一種基于DCN的虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法，首先，構(gòu) 建虛擬流媒體服務器之間的流量通信拓撲圖；根據(jù)虛擬流媒體服務器之間的流量通信拓撲 圖進行面向物理機的小集群拓撲劃分和面向分區(qū)的大集群拓撲劃分；根據(jù)虛擬流媒體服務 器所在位置和2個層次的拓撲劃分結(jié)果，分別指派面向分區(qū)的大集群與分區(qū)的對應關系和 面向物理機的小集群與物理機的對應關系；最后，通過虛擬流媒體集群協(xié)同遷移方法，把所 有待遷移的虛擬機遷移到目的物理機上。
[0049] 下面分步驟對本發(fā)明的技術方案進行詳細敘述。
[0050] 1、構(gòu)建虛擬流媒體服務器之間流量通信拓撲圖
[0051] 構(gòu)建虛擬流媒體服務器之間的流量通信拓撲圖表示為Gvm= (V，E)，其中V= (Vmi，Vm2......Vm。}，即每一個虛擬機為流量通信拓撲圖中的一個點，n為虛擬機個數(shù)，E為 邊集，代表虛擬機間是否存在通信；若虛擬機i與虛擬機j之間存在通信，則Ei,=1，否則Eii=O;邊權值WIi為虛擬機i與虛擬機j之間的通信大??；虛擬機i表示為Vm1= (C，b)， 其中C