一種云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法
【專利摘要】一種云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法，本發(fā)明采用優(yōu)化調(diào)整資源通過逐步變更虛擬機的配置來高效合理使用物理資源，并利用采集器采集虛擬資源、物理資源的CPU、內(nèi)存使用效率數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對每一個物理資源，虛擬機資源歷史數(shù)據(jù)計算出該資源使用的增加量或減少量，及增長速率和減少速率，通過和近期資源平均的使用率進行分析得出需要擴容還是縮小，等等。本發(fā)明一方面在保證質(zhì)量的情況下合理使用運資源，另一方面也通過保證服務(wù)質(zhì)量前提的條件下合理利用資源實現(xiàn)IT的綠色節(jié)能，節(jié)約資金的目的。
【專利說明】一種云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于云計算利用方法，尤其是云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來隨著科技的發(fā)展和云計算的出現(xiàn)，云計算作為一種新興的應(yīng)用模式迅速發(fā)展〃云計算是一個虛擬資源池，通過互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供資源池內(nèi)的資源〃云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，面對的是超大規(guī)模的分布式環(huán)境，通過將成千上萬臺電腦和服務(wù)器連接在一起提供各種IT服務(wù)，旨在不斷提高云的處理能力，進而減少用戶終端的負(fù)擔(dān)〃云計算為用戶完成各類應(yīng)用服務(wù)提供了強大的計算能力，用戶只需要通過一個簡單的終端就可以享受云服務(wù)所帶來的強大的處理能力。
[0003]云計算基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)之所以引起廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，其原因在于云計算平臺可以提供彈性的計算能力。所謂彈性，即云計算平臺支持動態(tài)地擴展或收縮資源量，例如虛擬機的遷移變或更配置等。這就使服務(wù)提供商可以在服務(wù)負(fù)載量增加時擴展資源保證服務(wù)質(zhì)量，在服務(wù)負(fù)載量減少時收縮資源節(jié)省開支。為了使云計算平臺具備這樣的彈性能力，我們需要對平臺中的服務(wù)質(zhì)量進行監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果做出資源動態(tài)調(diào)整決策，即何時應(yīng)該擴展或收縮資源量，所以服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控與資源動態(tài)調(diào)整決策對云計算平臺是十分重要的。
[0004]根據(jù)實際使用經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，用戶申請的資源在實際使用過程中，一般只是通過負(fù)載均衡把負(fù)載大的物理機上的資源遷移到負(fù)載小的，一般用戶自己申請的資源可能使用率太低(例如業(yè)務(wù)負(fù)載增長率相對較慢)，大量虛擬資源的使用率都很低導(dǎo)致的資源浪費就沒有很好體現(xiàn)出彈性計算的特點。
[0005]但同時由于需要根據(jù)歷史負(fù)載量預(yù)測未來負(fù)載量，這種云計算平臺需要詳細(xì)準(zhǔn)確的歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)作為支撐?，F(xiàn)有的關(guān)于服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的研究采用了不同的架構(gòu)、協(xié)議或算法達(dá)到了在產(chǎn)生少量通信負(fù)載的情況下進行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的目的，但其前提是在服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的場景中不需要得到準(zhǔn)確的監(jiān)控值，或者不要求在短時間內(nèi)得到監(jiān)控結(jié)果，所以現(xiàn)有的服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法并不能及時獲得詳細(xì)準(zhǔn)確的監(jiān)控數(shù)據(jù)，所以并不能很好地支撐擴展決策。
[0006]基于監(jiān)控服務(wù)質(zhì)量分析的動態(tài)調(diào)整策略，是運用于云資源池架構(gòu)下，痛過采集物理資源與虛擬資源的基本運行數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)建模的方法來對歷史數(shù)據(jù)。對于服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控問題，我們注意到，監(jiān)控數(shù)據(jù)有兩個重要的特點:分布性和持續(xù)變化性。監(jiān)控數(shù)據(jù)的分布性使得獲取服務(wù)的總體監(jiān)控數(shù)據(jù)需要產(chǎn)生通信，而監(jiān)控數(shù)據(jù)的持續(xù)變化性導(dǎo)致我們無法獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時值，如果我們希望得到更準(zhǔn)確的監(jiān)控數(shù)據(jù)，那么就要付出更大的通信代價。所以如何以較小的通信代價高效準(zhǔn)確地進行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控是具有挑戰(zhàn)性的。對于彈性擴展決策問題，該機制應(yīng)接收一個預(yù)定義的閾值，根據(jù)服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的結(jié)果做出擴展和收縮決策，使監(jiān)控數(shù)據(jù)保持在閾值范圍之內(nèi)。我們注意到，云計算平臺的擴展需要一個不可忽略的啟動和配置時間，為了在擴展過程中保證服務(wù)質(zhì)量，我們需要通過某種方式預(yù)估服務(wù)未來的資源使用情況并提前進行擴展。如何確定擴展的時間是彈性擴展決策機制需要解決的主要問題，也是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。
[0007]針對以上兩方面問題，本發(fā)明提出了一套適合云計算平臺的服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控和彈性擴展決策解決方案。該方案能夠在消耗較少通信量的情況下獲取盡可能準(zhǔn)確的監(jiān)控數(shù)據(jù)，結(jié)合資源擴展所需的延遲時間，在合理的時間點做出彈性擴展決策，為云計算的彈性能力提供了更好的支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]預(yù)測式擴展決策方法能夠應(yīng)對云計算平臺擴展所需的延遲時間，但同時由于需要根據(jù)歷史負(fù)載量預(yù)測未來負(fù)載量，這種方法需要詳細(xì)準(zhǔn)確的歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)作為支撐。現(xiàn)有的關(guān)于服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的研究采用了不同的架構(gòu)、協(xié)議或算法達(dá)到了在產(chǎn)生少量通信負(fù)載的情況下進行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的目的，但其前提是在服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的場景中不需要得到準(zhǔn)確的監(jiān)控值，或者不要求在短時間內(nèi)得到監(jiān)控結(jié)果，所以現(xiàn)有的服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控方法并不能及時獲得詳細(xì)準(zhǔn)確的監(jiān)控數(shù)據(jù)，所以并不能很好地支撐擴展決策
這類方法將云計算平臺的歷史監(jiān)控值看作一個可預(yù)測的序列，并對該序列進行數(shù)學(xué)建模，可以使用回歸、時間序列相似度分析等方法，那么下一個時間點的監(jiān)控值就可以使用數(shù)學(xué)模型在下一個時間點的取值進行預(yù)測。在對云計算平臺未來負(fù)載量進行預(yù)測后，就可以利用預(yù)測結(jié)果判斷何時應(yīng)該進行彈性擴展，做出彈性擴展決策。
[0009]本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法，本發(fā)明特征在于，基于服務(wù)相關(guān)的保障的參數(shù)統(tǒng)計分析，采用優(yōu)化調(diào)整資源通過逐步變更虛擬機的大小來合理使用物理資源，并利用采集器采集云資源池架構(gòu)的虛擬資源、物理資源的CPU、內(nèi)存使用效率數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對每一個物理資源，虛擬機資源歷史數(shù)據(jù)計算出該資源使用的增加量或減少量，及增長速率和減少速率，通過和近期資源平均的使用率進行分析得出需要擴容還是縮小；并通過采集云資源池架構(gòu)，分析云服務(wù)的可用性、性能、吞吐率和利用率來評估云服務(wù)質(zhì)量，展現(xiàn)物理資源與虛擬資源之間物理結(jié)構(gòu)；
其方法是:
1)通過架設(shè)好云資源池后，開放相關(guān)底層數(shù)據(jù)采集API接口，然后編寫采集器程序，定時通過接口采集cpu，內(nèi)存運行數(shù)據(jù)，并存放到數(shù)據(jù)庫中；然后通過頁面調(diào)用服務(wù)層接口把數(shù)據(jù)在頁面上展現(xiàn)出來；
2)利用云平臺采集到的歷史數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù):首先計算業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可行性即100%-業(yè)務(wù)故障時間占比，第二分析單位時間內(nèi)處理的服務(wù)請求數(shù)量，第三分析一段時間內(nèi)己經(jīng)利用的資源與總資源之間的比值；通過這三部給云服務(wù)評分，最后結(jié)合虛擬機使用CPU、內(nèi)存資源一天、一周內(nèi)的增長率和當(dāng)前虛擬機情況進行服務(wù)的調(diào)整；
3)基于以上的服務(wù)質(zhì)量評估，再結(jié)合虛擬機使用CPU、內(nèi)存資源一天、一周內(nèi)的增長率和當(dāng)前虛擬機情況，通過對每一個物理資源，虛擬機資源歷史數(shù)據(jù)計算出資源使用的增加量或減少量，及增長速率和減少速率，通過和近期資源平均的使用率進行分析得出需要擴容還是縮小；(基于服務(wù)評估質(zhì)量，當(dāng)平均CPU利用率大于80%時，將服務(wù)資源增加10%，而當(dāng)平均CPU利用率小于40%時，將服務(wù)資源減少10% ；)
4)最后給出監(jiān)控SLA的服務(wù)排名和基本的配置參數(shù)，方便用戶在改進云服務(wù)策略提高服務(wù)質(zhì)量。
[0010]本發(fā)明所述的分析云服務(wù)的可用性、性能、吞吐率和利用率分別是:
云服務(wù)的可用性
服務(wù)可用性采用一個百分比來表達(dá)，這個百分比表明了在合約中規(guī)定的服務(wù)在各自的服務(wù)訪問點可操作的時間比例，這里的可操作是指用戶像SLA中規(guī)定的那樣使用服務(wù)；計算公式:
SQ%=100% 一 SUA% ;其中，SQ:服務(wù)質(zhì)量，SUA:服務(wù)不可用占比；
云服務(wù)的吞吐率為:
吞吐率代表了服務(wù)的處理能力，用單位時間內(nèi)處理的服務(wù)請求數(shù)量來衡量
T(S) =;其中，T:單位時間吞吐量，total:單位時間服務(wù)請求量，t:時
間；
云服務(wù)的性能
計算能力=CPU核心數(shù)、CPU的赫茲數(shù)、內(nèi)存大??；
I/o性能:磁盤每秒的讀寫速率，存儲容量；
網(wǎng)絡(luò):每秒傳輸速率，響應(yīng)時間；
云服務(wù)的利用率
在保證響應(yīng)時間的條件下，服務(wù)可達(dá)到的最大利用率即為服務(wù)利用率，用一段時間內(nèi)己經(jīng)利用的資源與總資源之間的比值來表示；利用率表明一段時間內(nèi)服務(wù)的繁忙情況；同時，用戶也根據(jù)利用率來判斷對所購買服務(wù)的使用情況；從而對所需購買的服務(wù)作進一步調(diào)整；
服務(wù)資源動態(tài)調(diào)整
基于服務(wù)評估質(zhì)量，當(dāng)平均CPU利用率大于80%時，將服務(wù)資源增加10%，而當(dāng)平均CPU利用率小于40%時，將服務(wù)資源減少10%。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
針對企業(yè)內(nèi)部的基礎(chǔ)架構(gòu)，很多時候最終的用戶并不知道自己需要多大的資源。最初分配的資源可能一開始在很長一段時間類只是用了很少的一部分，這時系統(tǒng)會分析并判斷其服務(wù)質(zhì)量良好，該決策功能再通過分析得出該時間段整個資源池的狀況給出相應(yīng)資源管理者縮減的建議；同樣，資源在使用的過程中，隨著業(yè)務(wù)的增加等因素，通過分析負(fù)載增長率和負(fù)載平均值來判斷時候觸發(fā)資源調(diào)整擴容；通過該決策可以方便的告知用戶使用情況；及時通知用戶對資源進行合適的調(diào)整，一方面在保證質(zhì)量的情況下合理使用運資源，另一方面也通過保證服務(wù)質(zhì)量前提的條件下合理利用資源實現(xiàn)IT的綠色節(jié)能，節(jié)約資金的目的。
[0012]下面結(jié)合附圖及實例進一步闡述本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的整體架構(gòu)示意圖。【具體實施方式】
[0014]一種云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法，本發(fā)明特征在于，基于服務(wù)相關(guān)的保障的參數(shù)統(tǒng)計分析，采用優(yōu)化調(diào)整資源通過逐步變更虛擬機的大小來合理使用物理資源，并利用采集器采集云資源池架構(gòu)的虛擬資源、物理資源的CPU、內(nèi)存使用效率數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對每一個物理資源，虛擬機資源歷史數(shù)據(jù)計算出該資源使用的增加量或減少量，及增長速率和減少速率，通過和近期資源平均的使用率進行分析得出需要擴容還是縮小；并通過采集云資源池架構(gòu)，分析云服務(wù)的可用性、性能、吞吐率和利用率來評估云服務(wù)質(zhì)量，展現(xiàn)物理資源與虛擬資源之間物理結(jié)構(gòu)；
其方法是:
1)通過架設(shè)好云資源池后，開放相關(guān)底層數(shù)據(jù)采集API接口，然后編寫采集器程序，定時通過接口采集cpu，內(nèi)存運行數(shù)據(jù)，并存放到數(shù)據(jù)庫中；然后通過頁面調(diào)用服務(wù)層接口把數(shù)據(jù)在頁面上展現(xiàn)出來；
2)利用云平臺采集到的歷史數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù):首先計算業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可行性即100%-業(yè)務(wù)故障時間占比，第二分析單位時間內(nèi)處理的服務(wù)請求數(shù)量，第三分析一段時間內(nèi)己經(jīng)利用的資源與總資源之間的比值；通過這三部給云服務(wù)評分，最后結(jié)合虛擬機使用CPU、內(nèi)存資源一天、一周內(nèi)的增長率和當(dāng)前虛擬機情況進行服務(wù)的調(diào)整；
3)基于以上的服務(wù)質(zhì)量評估，再結(jié)合虛擬機使用CPU、內(nèi)存資源一天、一周內(nèi)的增長率和當(dāng)前虛擬機情況，通過對每一個物理資源，虛擬機資源歷史數(shù)據(jù)計算出資源使用的增加量或減少量，及增長速率和減少速率，通過和近期資源平均的使用率進行分析得出需要擴容還是縮?。?基于服務(wù)評估質(zhì)量，當(dāng)平均CPU利用率大于80%時，將服務(wù)資源增加10%，而當(dāng)平均CPU利用率小于40%時，將服務(wù)資源減少10% ；)
4)最后給出監(jiān)控SLA的服務(wù)排名和基本的配置參數(shù)，方便用戶在改進云服務(wù)策略提高服務(wù)質(zhì)量。
[0015]本發(fā)明所述的分析云服務(wù)的可用性、性能、吞吐率和利用率分別是:
云服務(wù)的可用性
服務(wù)可用性采用一個百分比來表達(dá)，這個百分比表明了在合約中規(guī)定的服務(wù)在各自的服務(wù)訪問點可操作的時間比例，這里的可操作是指用戶像SLA中規(guī)定的那樣使用服務(wù)；計算公式:
SQ%=100% 一 SUA% ;其中，SQ:服務(wù)質(zhì)量，SUA:服務(wù)不可用占比；
云服務(wù)的吞吐率為:
吞吐率代表了服務(wù)的處理能力，用單位時間內(nèi)處理的服務(wù)請求數(shù)量來衡量 T{s) = 塑;其中，Τ:單位時間吞吐量，total:單位時間服務(wù)請求量，t:時間； 云服務(wù)的性能
計算能力=CPU核心數(shù)、CPU的赫茲數(shù)、內(nèi)存大?。?br> I/o性能:磁盤每秒的讀寫速率，存儲容量；
網(wǎng)絡(luò):每秒傳輸速率，響應(yīng)時間；
云服務(wù)的利用率
在保證響應(yīng)時間的條件下，服務(wù)可達(dá)到的最大利用率即為服務(wù)利用率，用一段時間內(nèi)己經(jīng)利用的資源與總資源之間的比值來表示；利用率表明一段時間內(nèi)服務(wù)的繁忙情況；同時，用戶也根據(jù)利用率來判斷對所購買服務(wù)的使用情況；從而對所需購買的服務(wù)作進一步調(diào)整；
服務(wù)資源動態(tài)調(diào)整
基于服務(wù)評估質(zhì)量，當(dāng)平均CPU利用率大于80%時，將服務(wù)資源增加10%，而當(dāng)平均CPU利用率小于40%時，將服務(wù)資源減少10%。
【權(quán)利要求】
1.一種云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法，其特征在于，基于服務(wù)相關(guān)的保障的參數(shù)統(tǒng)計分析，采用優(yōu)化調(diào)整資源通過逐步變更虛擬機的大小來合理使用物理資源，并利用采集器采集云資源池架構(gòu)的虛擬資源、物理資源的CPU、內(nèi)存使用效率數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對每一個物理資源，虛擬機資源歷史數(shù)據(jù)計算出該資源使用的增加量或減少量，及增長速率和減少速率，通過和近期資源平均的使用率進行分析得出需要擴容還是縮?。徊⑼ㄟ^采集云資源池架構(gòu)，分析云服務(wù)的可用性、性能、吞吐率和利用率來評估云服務(wù)質(zhì)量，展現(xiàn)物理資源與虛擬資源之間物理結(jié)構(gòu)； 其方法是: 1)通過架設(shè)好云資源池后，開放相關(guān)底層數(shù)據(jù)采集API接口，然后編寫采集器程序，定時通過接口采集CPU，內(nèi)存運行數(shù)據(jù)，并存放到數(shù)據(jù)庫中； 2)利用云平臺采集到的歷史數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù):首先計算業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可行性即100%-業(yè)務(wù)故障時間占比，第二分析單位時間內(nèi)處理的服務(wù)請求數(shù)量，第三分析一段時間內(nèi)己經(jīng)利用的資源與總資源之間的比值；通過這三部給云服務(wù)評分，最后結(jié)合虛擬機使用CPU、內(nèi)存資源一天、一周內(nèi)的增長率和當(dāng)前虛擬機情況進行服務(wù)的調(diào)整； 3)基于以上的服務(wù)質(zhì)量評估，再結(jié)合虛擬機使用CPU、內(nèi)存資源一天、一周內(nèi)的增長率和當(dāng)前虛擬機情況，通過對每一個物理資源，虛擬機資源歷史數(shù)據(jù)計算出資源使用的增加量或減少量，及增長速率和減少速率，通過和近期資源平均的使用率進行分析得出需要擴容還是縮??； 4)最后給出監(jiān)控SLA的服務(wù)排名和基本的配置參數(shù)，方便用戶在改進云服務(wù)策略提高服務(wù)質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種云計算資源服務(wù)質(zhì)量評估方法，其特征在于， 所述云服務(wù)的可用性為: 服務(wù)可用性采用一個百分比來表達(dá)，這個百分比表明了在合約中規(guī)定的服務(wù)在各自的服務(wù)訪問點可操作的時間比例，這里的可操作是指用戶像SLA中規(guī)定的那樣使用服務(wù)；計算公式: SQ%=100% - SUA% ;其中，SQ:服務(wù)質(zhì)量，SUA:服務(wù)不可用占比； 云服務(wù)的吞吐率為: 吞吐率代表了服務(wù)的處理能力，用單位時間內(nèi)處理的服務(wù)請求數(shù)量來衡量 T(S) =~ ;其中，T:單位時間吞吐量，total:單位時間服務(wù)請求量，t:時 間； 云服務(wù)的性能為: 計算能力=CPU核心數(shù)、CPU的赫茲數(shù)、內(nèi)存大??； I/o性能:磁盤每秒的讀寫速率，存儲容量； 網(wǎng)絡(luò):每秒傳輸速率，響應(yīng)時間； 云服務(wù)的利用率為: 在保證響應(yīng)時間的條件下，服務(wù)可達(dá)到的最大利用率即為服務(wù)利用率，用一段時間內(nèi)己經(jīng)利用的資源與總資源之間的比值來表示；利用率表明一段時間內(nèi)服務(wù)的繁忙情況；同時，用戶也根據(jù)利用率來判斷對所購買服務(wù)的使用情況；從而對所需購買的服務(wù)作進一步調(diào)整； 服務(wù)資源動態(tài)調(diào)整 基于服務(wù)評估質(zhì)量，當(dāng)平均CPU利用率大于80%時，將服務(wù)資源增加10%，而當(dāng)平均CPU利用率小于40%時 ，將服務(wù)資源減少10%。
【文檔編號】H04L12/26GK104038392SQ201410316379
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】耿貞偉, 吳丹, 辛華, 陳亞立, 彭勇, 楊杰, 薛永軍, 宋濤, 白楓 申請人:云南電網(wǎng)公司, 云南云電同方科技有限公司