IaaS-雲計算智能遷移資源均衡算法

一、目的：

   該算法的目的是保證雲計算環境的計算平均分攤到各個資源上，提升整體資源使用率；該算法從全局考慮了穩定因素，從一定程度上防止了頻繁遷移導緻系統“顫抖”。

二、算法描述：

假定前提：

實體機：P1,P2,……,Pn

按照實體機性能設定每個實體機權值：LD1,LD2,……,LDn

虛拟機：V1,V2,……,Vn

平均化計算周期：T

需要遷出的最高限定值：H

需要遷入的最低限定值：L

需要遷入的實體機隊列：IQ

需要遷出的實體機隊列：OQ

需要遷移的虛拟機清單：VQ

算法描述

1、  平均法去掉瞬時尖峰值計算所有實體機，以及虛拟機某段時長的平均cpu使用率；

在遷移過程要防止因為瞬時峰值引起雲計算内部應用服務頻繁遷移，導緻雲計算内部的“顫動”,計算方式如下：每個實體機擁有一個隊列，儲存T周期的m個性能資料，每次新的監控資料cpu使用率進入後，将最久的監控資料移出，将新資料加入到隊列裡，計算隊列中剩餘值，計算公式如下：AVGOFCPU=(SUMi-1+DATAnew-DATAlast)/m;

注：如果隊列中沒有儲存一個T周期的資料不做計算，不列入本次計算範圍内。

2、  按照遷出的最高限定值，以及遷入的最低限定值與各個實體機AVGOFCPU相比，得到兩個隊列：

      AVGOFCPU>H,加入到OQ，OQ={OP1,OP2,….}

      AVGOFCPU<L,加入到 IQ，IQ={IP1,IP2,……}

3、  計算OQ，以及IQ所有實體機中剩餘計算能力：

公式如下：剩餘計算能力=(1-AVGOFCPU)*LD

将OQ，IQ中所用實體機中的剩餘計算能力，求平均，得到平均剩餘計算能力；

将IQ中所用實體機按剩餘計算能力從高到低進行排序；

4、  取得OQ中實體機所擁有的虛拟機，評估其目前占用的計算能力值：

其計算公式如下：

虛拟機占有的絕對計算能力=所在實體機AVGOFCPU*該實體機權值*虛拟機cpu監控值*虛拟機cpu個數/(該實體機上所有虛拟機虛拟機cpu監控值*虛拟機cpu數之和)   

根據占有計算能力值從高到低進行排序，生成VQ清單。

5、  采用貪婪算法計算那些虛拟機需要遷移，以及遷移目的實體機。

算法描述：

A、從VQ中取得占用的計算能力值最高的虛拟機V，從IQ中取得剩餘計算能力最大的實體機IP，設該虛拟機所在實體機為OP：

  判斷：OP剩餘計算能力+V占用計算能力<IP剩餘計算能力-V占用計算能力

        是：則可以遷移

             —〉V遷移到OP。

              OP剩餘計算能力= OP剩餘計算能力+V占用計算能力

              IP剩餘計算能力= IP剩餘計算能力-V占用計算能力

              對IQ按照剩餘計算能力重新排序。

        否：不能遷移，将該資訊進入告警隊列

B、将V從VQ隊列中移出，判斷VQ是否為空，如為空，則進行下一步操作，否則重複進行A操作。

6、依次周遊待遷隊列，執行遷移操作，遷移成功後，清空相應的實體機，以及虛拟機的監控統計資料隊列，以確定在T周期内這些實體機，以及虛拟機不再參與遷移。