本發(fā)明涉及云計(jì)算下移動(dòng)云計(jì)算中資源調(diào)度領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

移動(dòng)云計(jì)算是一種面向移動(dòng)用戶使用云計(jì)算的新技術(shù)。在移動(dòng)云計(jì)算系統(tǒng)中，用戶可以利用云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力和接近無(wú)限的存儲(chǔ)空間來(lái)改善其移動(dòng)終端處理能力弱、存儲(chǔ)空間小以及電池續(xù)航時(shí)間短等性能缺陷。云端可根據(jù)移動(dòng)應(yīng)用的需求在數(shù)據(jù)中心上為用戶分配一定數(shù)量的虛擬機(jī)(VM)，并由這些VM為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。VM的調(diào)度不僅關(guān)系到移動(dòng)應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量而且還關(guān)系到云提供商的效益，因此VM調(diào)度問題是移動(dòng)云計(jì)算領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。

在現(xiàn)有的移動(dòng)云調(diào)度方法中，都是基于數(shù)據(jù)中心來(lái)設(shè)計(jì)，并沒有考慮無(wú)線帶寬的限制，雖然可用于移動(dòng)云計(jì)算場(chǎng)景，但是也面臨著一些問題。數(shù)據(jù)中心給超忙區(qū)域中的用戶大量分配VM后，可能會(huì)因區(qū)域帶寬限制導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)的將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交付給用戶，不僅導(dǎo)致業(yè)務(wù)阻塞而且還會(huì)導(dǎo)致用戶支付不必要的VM訂購(gòu)費(fèi)用，影響客戶感知度和移動(dòng)云計(jì)算系統(tǒng)的性能。由此可見，帶寬受限問題是移動(dòng)云計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行VM調(diào)度時(shí)不可忽視的問題。

基于以上問題，本發(fā)明在VM的調(diào)度過(guò)程中考慮無(wú)線帶寬限制，提出一種帶寬受限情況下的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)度算法，將過(guò)程分為VM配置和資源定價(jià)兩個(gè)部分，依據(jù)用戶所花費(fèi)代價(jià)來(lái)配置VM資源，利用臨界支付方式來(lái)計(jì)算用戶花費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了移動(dòng)云計(jì)算中一種帶寬受限情況下的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)度算法。根據(jù)移動(dòng)端所處的基站位置將其劃分為不同區(qū)域，然后根據(jù)用戶提出的資源請(qǐng)求，對(duì)合法用戶先進(jìn)行VM配置，分配好VM后再根據(jù)帶寬、出價(jià)密度等因素進(jìn)行資源臨界計(jì)算，最大程度滿足用戶的資源需求。具體的計(jì)算過(guò)程如下：

步驟1：移動(dòng)云環(huán)境下，VM動(dòng)態(tài)調(diào)度算法模型的建立。

步驟2：模型求解。

本發(fā)明的有益效果是：

1、基于以往的數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)，提出了寬帶受限下的算法，使VM資源分配更合理。

2、提高了云提供商的系統(tǒng)效益和資源利用率。

具體實(shí)施方式

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種移動(dòng)云計(jì)算中一種帶寬受限情況下的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)度算法。以下將對(duì)此算法進(jìn)行詳細(xì)的闡述：

步驟1：移動(dòng)云環(huán)境下，VM動(dòng)態(tài)調(diào)度算法模型的建立

在本方法中，按照網(wǎng)絡(luò)基站服務(wù)點(diǎn)將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)部分劃分為多個(gè)服務(wù)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)有多個(gè)移動(dòng)用戶，帶寬為B，u_j∈C_i表示用戶u_j位于第i個(gè)服務(wù)區(qū)域內(nèi)，移動(dòng)用戶獲取資源需要向云供應(yīng)商發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求來(lái)請(qǐng)求需要獲得的服務(wù)資源，其中表示請(qǐng)求虛擬機(jī)類(VM_i)的數(shù)目，v_j是獲取計(jì)算資源的花費(fèi)，b_j是帶寬，用戶實(shí)際支付的價(jià)格為p_j，則有p_j≤v_j。

一個(gè)VM_i類VM在周期T內(nèi)的運(yùn)行開銷和閑置開銷分別表示為c_R和c_I，c_R＞c_I。則在一個(gè)周期內(nèi)，所有的計(jì)算資源的運(yùn)行開銷和閑置開銷為和其中M為VM數(shù)目，即總計(jì)資源，由此，在本方法中將云供應(yīng)商的收益(income，IM)函數(shù)定義為：

x＝(x₁，x₂，...，x_n)

約束條件為：

x_j∈{0，1}，j＝1，2，...，n

0≤p_j≤v_j，j＝1，2，...，n

式中，s_j是用戶u_j請(qǐng)求的計(jì)算資源這算為VM_i類VM的數(shù)目，x為指示向量，若用戶的帶寬需求被滿足，則x_j＝1，不滿足則x_j＝0。

步驟2：模型求解

設(shè)有效的資源提供商的集合為W，W＝{w₁，w₂，...，w_m}，每類VM的數(shù)量為k_i，首先收集每個(gè)用戶的出價(jià)，計(jì)算保護(hù)價(jià)格v_re和每個(gè)用戶u_j請(qǐng)求的計(jì)算資源總量s_j，并拒絕單位計(jì)算資源價(jià)格小于保護(hù)價(jià)格的用戶然后，根據(jù)剩余計(jì)算資源R′和用戶所在區(qū)域的剩余帶寬按照用戶的出價(jià)密度從大到小的順序判定；最后，根據(jù)請(qǐng)求計(jì)算資源的情況配置每類VM的數(shù)量。模型的計(jì)算分為兩部分，第一部分為VM配置算法，第二部分為資源定價(jià)算法。

2.1VM配置算法

用戶請(qǐng)求計(jì)算資源最大能支付的價(jià)格可定義為用戶使用單位資源最大能夠承受的價(jià)格，出價(jià)密度可作為單位帶寬內(nèi)給用戶分配計(jì)算資源的標(biāo)準(zhǔn)在此標(biāo)準(zhǔn)下，用戶請(qǐng)求計(jì)算資源的單位價(jià)格同樣需要大于保護(hù)價(jià)格(v_re)才可能保護(hù)價(jià)格是為了確保云提供商在一個(gè)周期內(nèi)運(yùn)行計(jì)算資源時(shí)的損失小于空閑時(shí)的損失：

v_re≥c_R-c_I

用戶的服務(wù)請(qǐng)求為資源的需求總量為：

計(jì)算用戶的最大承受價(jià)格：

如果max v＞v_re，則拒絕用戶資源請(qǐng)求。

計(jì)算出價(jià)密度：

按照出價(jià)密度d_j對(duì)用戶進(jìn)行排序并從大到小存儲(chǔ)：

d₁≥d₂...≥d_n

此時(shí)有：剩余資源R′＝M，

當(dāng)b_j≤B，且s_j≤R，有R′＝R′-s_j，

計(jì)算

根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)用戶需求的VM資源進(jìn)行配置。

2.2資源定價(jià)算法

資源定價(jià)算法是采用臨界支付方式來(lái)計(jì)算獲取VM成功方的實(shí)際支付價(jià)格。為除用戶u_j外所有成功方組成的集合，系統(tǒng)給用戶u_j預(yù)留的帶寬與該用戶所在區(qū)域的剩余帶寬之和，為系統(tǒng)給用戶u_j預(yù)留的計(jì)算資源與數(shù)據(jù)中心的剩余計(jì)算資源之和。

當(dāng)時(shí)候則有：

p_j＝d_i×s_j×b_i

由此，解出模型，實(shí)現(xiàn)VM和資源的動(dòng)態(tài)配置。