路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)遷移方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法。
【背景技術(shù)】
[0002]互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展以及協(xié)議、架構(gòu)的開(kāi)放性，要求路由交換系統(tǒng)支持功能的實(shí)時(shí)更新和結(jié)構(gòu)的靈活擴(kuò)展。然而，與互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放性相反的是現(xiàn)有路由交換體系相對(duì)封閉。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商出于商業(yè)目的不對(duì)外公開(kāi)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻礙了第三方研發(fā)機(jī)構(gòu)的發(fā)展。同時(shí)，不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商在設(shè)備功能、接口實(shí)現(xiàn)等方面的差異很大，互不兼容，不利于路由交換設(shè)備創(chuàng)新研制以及相關(guān)軟件行業(yè)的健康發(fā)展。因此，互聯(lián)網(wǎng)亟需新一代路由交換軟件平臺(tái)，以適應(yīng)下一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的演進(jìn)需求，改善現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)模式，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展?；诖耍壳伴_(kāi)發(fā)了一種開(kāi)放式可擴(kuò)展、可重構(gòu)的路由交換軟件平臺(tái)，可以解決上述矛盾，但是卻沒(méi)有相應(yīng)的虛擬服務(wù)迀移策略，致使迀移時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，資源利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0004]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法，該方法能夠有效降低迀移時(shí)間，提高資源利用率。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法，包括以下步驟:獲取路由交換平臺(tái)中的m個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)Ν_1，Ν_2...Ν_πι，其中，m為正整數(shù)；計(jì)算任意兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)N_i，N_j之間具有的服務(wù)迀移代價(jià)C_i j并保存至調(diào)度器；所述調(diào)度器輪詢各個(gè)所述虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)以確定失效的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)；計(jì)算各個(gè)所述虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的剩余服務(wù)能力，并根據(jù)剩余服務(wù)能力獲取失去服務(wù)能力的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)；以及所述調(diào)度器將失效的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)和所述失去服務(wù)能力的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)迀移至其他虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法，針對(duì)動(dòng)態(tài)非常規(guī)情況，例如系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊或者部分構(gòu)件失效等情況，通過(guò)合適的迀移策略，有效降低了迀移時(shí)間，提高了資源利用率。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0008]在一些示例中，其中，所述服務(wù)迀移代價(jià)C_ij為四元組并滿Mc_ij = (aL_ij，β B_ij，γ T_ij，δ D_ij)，其中，L_ij表示虛擬節(jié)點(diǎn)N_i和N_j之間的物理距離，B_ij表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的帶寬，T_ij表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)擁塞程度，D_ij表示任務(wù)重建的開(kāi)銷，α , β , γ , δ為權(quán)重。
[0009]在一些示例中，通過(guò)以下公式計(jì)算各個(gè)所述虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的剩余服務(wù)能力:節(jié)點(diǎn)N_j的剩余服務(wù)能力R_j = P- Sum_length_j，其中Sum_length_j表示節(jié)點(diǎn)N_j的服務(wù)隊(duì)列中所有任務(wù)的總長(zhǎng)度，P為節(jié)點(diǎn)的額定服務(wù)能力。
[0010]在一些示例中，其中，節(jié)點(diǎn)N_i的每個(gè)任務(wù)都有一張屬性表，所述調(diào)度器根據(jù)各個(gè)任務(wù)的屬性表，計(jì)算出它們的相似度，以得到每個(gè)任務(wù)的相似任務(wù)集，所述調(diào)度器將相似的任務(wù)迀移到同一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)。
[0011]在一些示例中，其中，節(jié)點(diǎn)N_j(j ^ i)從節(jié)點(diǎn)N_i得到一個(gè)任務(wù)的權(quán)重Sw_ij，它通過(guò)下式計(jì)算，W_ij = R_j/C_ij。
[0012]在一些示例中，所述調(diào)度器首先計(jì)算出所有正常服務(wù)節(jié)點(diǎn)的分配權(quán)重，然后選擇權(quán)重最大的節(jié)點(diǎn)并從節(jié)點(diǎn)N_i那里迀移若干任務(wù)分配給它，其中，調(diào)度器采取“帶權(quán)最短任務(wù)優(yōu)先”的調(diào)度規(guī)則選擇任務(wù):選擇緊急程度高的任務(wù)，若兩個(gè)任務(wù)的緊急程度相同，則選擇長(zhǎng)度較短的任務(wù)。
[0013]在一些示例中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)N_j從N_i獲得相似或關(guān)聯(lián)任務(wù)時(shí)，所述調(diào)度器調(diào)整N_j的剩余服務(wù)能力，R_j = R_j - l_ij，其中l(wèi)_ij為節(jié)點(diǎn)N_j從N_i那里得到的任務(wù)的總長(zhǎng)度。
[0014]在一些示例中，其中，當(dāng)一個(gè)任務(wù)完成時(shí)，所述節(jié)點(diǎn)N_j從服務(wù)隊(duì)列中選擇下一個(gè)任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行，同一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任務(wù)使用先到先服務(wù)(FCFS)的調(diào)度方式。
[0015]在一些示例中，其中，所述調(diào)度器周期性地更新任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的迀移代價(jià)(:_ij°
[0016]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)放式可擴(kuò)展可重構(gòu)路由交換平臺(tái)架構(gòu)圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法的流程圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法的流程圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的虛擬服務(wù)迀移平臺(tái)模型圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法。
[0024]首先結(jié)合圖1描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)放式可擴(kuò)展可重構(gòu)路由交換平臺(tái)架構(gòu)圖。如圖1所示，開(kāi)放式可擴(kuò)展可重構(gòu)路由交換平臺(tái)可以分為五個(gè)層次，具體包括:
[0025]最底層是路由交換設(shè)備層，主要指網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理硬件平臺(tái)。路由交互設(shè)備層之上是虛擬操作系統(tǒng)平臺(tái)層，主要通過(guò)一體化系統(tǒng)調(diào)用來(lái)屏蔽不同操作系統(tǒng)之間的差異，使得軟件平臺(tái)的適應(yīng)性更強(qiáng)。接下來(lái)是可重構(gòu)平臺(tái)層，它在屏蔽底層硬件平臺(tái)差異的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了面向多種路由器操作系統(tǒng)的軟件構(gòu)件的動(dòng)態(tài)加載、卸載，及內(nèi)部模塊連接關(guān)系的變更?？芍貥?gòu)平臺(tái)層之上是核心管控層，具有完備的集群管理策略，使整個(gè)可擴(kuò)展路由交換設(shè)備集群的設(shè)備管理和拓?fù)渚S護(hù)的復(fù)雜度都與單個(gè)節(jié)點(diǎn)相同。通過(guò)使用內(nèi)容與關(guān)系分離的新方法，該層能夠提供任務(wù)實(shí)時(shí)迀移的數(shù)據(jù)完整性保護(hù)，實(shí)現(xiàn)高效的控制平面任務(wù)分派和節(jié)點(diǎn)間消息通信機(jī)制，使得整個(gè)集群具有負(fù)載均衡、附加開(kāi)銷小等特點(diǎn)，大幅提高了處理性能和轉(zhuǎn)發(fā)效率。最上層為路由協(xié)議層，支持多種廣泛使用的路由協(xié)議，比如OSPF、BGP等。
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法的流程圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的路由交換平臺(tái)虛擬服務(wù)迀移方法的流程圖。結(jié)合圖2和圖3所示，該方法包括以下步驟:
[0027]步驟S101，獲取路由交換平臺(tái)中的m個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)N_1，N_2…N_m，其中，m為正整數(shù)。
[0028]步驟S102，計(jì)算任意兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)N_i，N_j之間具有的服務(wù)迀移代價(jià)C_i j并保存至調(diào)度器。具體地，服務(wù)的迀移調(diào)度由虛擬系統(tǒng)中的任務(wù)調(diào)度器完成。該步驟S102具體包括:
[0029]對(duì)于任意兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)N_i和N_j，調(diào)度器中保存有它們之間的服務(wù)迀移代價(jià)C_是一個(gè)四元組并滿足 C_ij = (aL_ij，yT_ij, δ D_i j)，其中，L_i j 表示虛擬節(jié)點(diǎn)N_i和N_j之間的物理距離，B_ij表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的帶寬，T_ij表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)擁塞程度，D_ij表示任務(wù)重建的開(kāi)銷，a，β, γ, δ為權(quán)重。顯然，物理距離L_ij越小、帶寬B_ij越大、網(wǎng)絡(luò)擁塞程度T_ij越低、任務(wù)重建的開(kāi)銷D_ij越小，則服務(wù)迀移代價(jià)C_ij越小。
[0030]步驟S103，調(diào)度器輪詢各個(gè)虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)以確定失效的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)。具體地說(shuō)，在動(dòng)態(tài)非常規(guī)情況下，虛擬節(jié)點(diǎn)可能因?yàn)樵馐芫W(wǎng)絡(luò)攻擊或者因?yàn)闃?gòu)件失效而失去服務(wù)能力。調(diào)度器通過(guò)周期性輪詢各個(gè)虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的方式，來(lái)確定某個(gè)節(jié)點(diǎn)N_i是否失效。
[0031]步驟S104，計(jì)算各個(gè)虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的剩余服務(wù)能力，并根據(jù)剩余服務(wù)能力獲取失去服務(wù)能力的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)。假設(shè)節(jié)點(diǎn)N_i失去服務(wù)能力，那么調(diào)度器需要將節(jié)點(diǎn)N_i中的任務(wù)調(diào)度分配到其他具有正常服務(wù)能力的節(jié)點(diǎn)。
[0032]其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)以下公式計(jì)算各個(gè)虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的剩余服務(wù)能力:節(jié)點(diǎn)N_j的剩余服務(wù)能力R_j =P- Sum_length_j，其中Sum_length_j表示節(jié)點(diǎn)N_j的服務(wù)隊(duì)列中所有任務(wù)的總長(zhǎng)度，常量P為節(jié)點(diǎn)的額定服務(wù)能力。
[0033]步驟S105，調(diào)度器將失效的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)和失去服務(wù)能力的虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)迀移至其他虛擬服務(wù)節(jié)點(diǎn)。
[0034]具體地說(shuō)，節(jié)點(diǎn)N_i的每個(gè)任務(wù)都有一張屬性表，用于描述任務(wù)的屬性，包括緊急程度、任務(wù)長(zhǎng)度、任務(wù)類別等信息，調(diào)度器根據(jù)各個(gè)任務(wù)的屬性表，計(jì)算出它們的相似度，從而得到每個(gè)任務(wù)的相似任務(wù)集，相似的任務(wù)更有可能被迀移到同一個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)。
[0035]定義節(jié)點(diǎn)N_j (j ^ i)從節(jié)點(diǎn)N_i得到一個(gè)任務(wù)的權(quán)重為W_i j，它通過(guò)下式計(jì)算，W_ij = R_j/C_ij，即節(jié)點(diǎn)N_j的剩余服務(wù)能力R_j越大，它與節(jié)點(diǎn)N_i之間的服務(wù)迀移代價(jià)C_ij越小，則節(jié)點(diǎn)N_j從節(jié)點(diǎn)N_i得到一個(gè)任務(wù)的權(quán)重越大。
[0036]調(diào)度器首先計(jì)算出所有正常服務(wù)節(jié)點(diǎn)的分配權(quán)重，