一種多租戶數據中心軟件中間件的部署方法技術

本發明專利技術公開了一種多租戶數據中心軟件中間件的部署方法，以數據中心的物理拓撲信息和租戶的請求作為輸入，基于租戶虛擬機需求模型給出租戶對虛擬機、中間件以及網絡資源的需求，通過尋找最小子樹、部署租戶虛擬機、保留網絡帶寬的步驟，為租戶保留帶寬，能夠有效協調存放租戶的應用虛擬機和中間件虛擬機的部署問題，使得數據中心在保證租戶對于虛擬機、中間件和網絡需求的同時，最大化接受租戶請求的數量，提高數據中心的收益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術設及多租戶數據中屯、軟件的部署技術，尤其設及一種多租戶數據中屯、軟件 中間件的部署方法。
技術介紹
多租戶數據中屯、為用戶提供計算系統和一些相關組件(例如通信系統、存儲系統 等)功能。租戶通過租用數據中屯、中提供的計算和網絡資源，獲得高質量的物理基礎設施和 管理服務。運些的服務通常包括虛擬機資源，如CPU、內存等計算資源和網絡磁盤等存儲資 源，網絡資源，如帶寬、中間件等資源。 中間件是一個能夠對數據流進行轉換、檢測、過濾的網絡設備。防火墻、入侵檢測 系統、負載均衡器等都是常見的中間件。目前數據中屯、的中間件大多是硬件中間件，運種中 間件W硬件的形式掛在網絡設備上，處理能力有限，不能夠滿足租戶的需求。首先，數據中 屯、的中間件是被租戶共享使用的，因此一些租戶可能會因為競爭不到中間件資源而花費時 間來等待中間件的服務從而造成擁塞。其次，運種被租戶共享使用的中間件可擴展性差，難 W滿足不同租戶的個性化需求。此外，由于運種中間件是需要額外的硬件設備支持，成本也 比較高。 綜上所述，數據中屯、運營商考慮使用通用虛擬機資源來替代中間件的功能，在數 據中屯、中引入虛擬機中間件。由于虛擬機是數據中屯、當中固有的資源，不需要額外引入硬 件設備。而且運營商可W為每個租戶分配單獨的個性化定制的軟件中間件從而在避免擁塞 的同時提高系統的可擴展性。 現有的工作在如何部署軟件中間件從而在保證租戶需求的前提下最大化接受租 戶的問題上，尚未有可行的解決方法。運主要是由于租戶的請求復雜，既要請求虛擬機資 源，又對中間件的網絡通信模式W及帶寬有特定的要求。由于數據中屯、當中每條鏈路的帶 寬W及物理機上能夠開啟的虛擬機的數量都是有限制的，需要總結并抽象租戶的需求模 型，明確租戶的請求，從而設計出解決多租戶數據中屯、中軟件中間件的部署問題的算法。
技術實現思路
專利技術目的：為了解決現有技術中存在的問題，本專利技術提供了一種多租戶數據中屯、 軟件中間件的部署方法，能夠有效協調存放租戶的應用虛擬機和中間件虛擬機的部署問 題，使得在數據中屯、在保證租戶對于虛擬機、中間件和網絡需求的同時，進一步增加被接受 的租戶請求數量，甚至使得被接受的租戶請求數量最多，整體大幅提升了數據中屯、的收益。 技術方案:本專利技術提供的一種多租戶數據中屯、軟件中間件的部署方法，該方法W 數據中屯、的物理拓撲信息和基于租戶虛擬機需求模型給出的租戶的請求作為輸入，所述租 戶請求包括租戶請求的APP VM的數量、租戶請求的MB VM的數量、租戶APP VM之間通信所需 求的每個APP VM的最小通信帶寬保障、租戶之間通信所需求的每個虛擬機每條連接的最小 外部通信帶寬保障、W及租戶之間通信的依賴關系，其中APP VM即為用于應用的虛擬機，MB VM即為中間件虛擬機;該方法包括W下步驟： 1)尋找最小子樹:在數據中屯、的樹形拓撲結構中，基于所述租戶虛擬機需求模型， 通過最小子樹查找算法，找到虛擬機個數滿足租戶需求的最小子樹，如不存在運樣的子樹， 則拒絕租戶的請求； 2)部署租戶虛擬機:對步驟1)中最小子樹的每一個孩子逐一部署APP VM，如果該 最小子樹的孩子中還有剩余的虛擬機，則部署MB VM，當租戶的APP VM和MB VM請求都被成 功滿足后，進入步驟3 )，否則進入步驟1)中重新尋找一個最小子樹； 3)保留網絡帶寬:根據租戶虛擬機需求模型中給出的租戶內部APP VM通信、租戶 之間相互通信、W及租戶之間的通信依賴對于網絡資源的需求，為租戶保留帶寬，如保留成 功則該租戶成功被數據中屯、接受，否則進入步驟1)重新尋找一個最小子樹。 優選的，本部署方法基于租戶虛擬機需求模型給出租戶對虛擬機、中間件W及網 絡資源的需求，其中一個租戶的請求通過如下五元組表示： T = <N,R,Bin,Bex,dependen 巧〉 （1); 其中； N表示租戶請求的用于部署APP的VM的數量；[001引 R是一向量<ri,r2，..'，rn〉，表示租戶請求的每類MB VM能夠服務的APP VM的數量， 通過向量R和請求的APP VM數量N，得到每一類MBi需要的虛擬機的數量N/ri; Bin表示租戶內部的APP VM通信需求，即每個APP VM的最小內部通信帶寬； B6X表示租戶之間的通信需求，即每個APP VM在每條連接下的最小外部通信帶寬； [001引 d邱enden巧是一向量，表示租戶之間的通信依賴關系，其中，當d邱enden巧=<i〉 時表示本租戶與第i個租戶有通信需求，當d邱endency = <*〉時，則表示該租戶 可W接受來自任何其他租戶的通信請求。優選的，所述步驟1)中的最小子樹查找算法為:使用深度優先遍歷捜索數據中屯、 的樹形拓撲結構，找到第一個能夠滿足租戶對APP VM和MB VM個數需求的、并且沒有被該租 戶打過作為最小子樹標記的最小子樹，然后打上作為過該租戶最小子樹的標記。 作為優選的，所述步驟3)保留網絡帶寬包括:基于租戶內部和租戶之間的通信模 型，對于一個租戶內部的通信，需要為該租戶的每個APP VM保留帶寬為Bin;對于租戶之間的 通信，當租戶A和租戶P之間有通信需求時，為運個通信需求保留的帶寬為： 放化皆4技f才M巧技基X) (2h 其中：Na表示租戶A請求的用于部署APP VM的數量，B|x表示租戶A外部通信時每個 APP VM在每條連接下的最小通信帶寬保障；Np表示租戶P請求的用于部署APP VM的數量， 表示租戶P外部通信時每個APP VM在每條連接下的最小通信帶寬保障； 上述公式（2)保留的帶寬均勻分配到租戶A的APP VM到租戶P的MB VM、租戶P的MB VM到租戶P的APP VM、租戶P的APP VM到租戶A的MB VM、租戶A的MB VM到租戶A的APP VM之間 的每條鏈路上。 有益效果:本專利技術提出了一種多租戶數據中屯、軟件中間件的部署方法，相較于現 有技術，如簡單樸素的部署算法等，能夠有效協調存放租戶的應用虛擬機和中間件虛擬機 的部署問題，使得在數據中屯、在保證租戶對于虛擬機、中間件和網絡通信需求的同時，進一 步增加被接受的租戶請求數量，甚至使得被接受的租戶請求數量最多，整體大幅提升了數 據中屯、的收益。【附圖說明】圖1為應用本專利技術的數據中屯、拓撲示意圖；[002引圖2為將租戶A( tenant A)請求的Midde化OX和App Ii cat ion虛擬機部署在數據中 屯、物理機上的示意圖； 圖3為兩租戶通信的數據流向圖，其中租戶P包含兩類MB = <MB1，MB2>; 圖4為兩種簡單樸素的部署算法；圖5為對一種簡單樸素的部署算法的優化示意圖； 圖6為不失一般性的情況下MB VM和APP VM部署示意圖； 圖7為本專利技術與圖4給出的兩種部署算法比較的仿真實驗結果圖。【具體實施方式】 下面結合實施例與附圖對本專利技術作進一步的說明，本實施列對本專利技術不構成限 定。 本專利技術給出的多租戶數據中屯、軟件中間件的部署方法，W真實的數據中屯、的物理 拓撲信息W及租戶的請求作為輸入。圖1表示一個數據中屯、的網絡拓撲，如圖1所示，一個真 實的數據中屯、的網絡拓撲包括：網絡拓撲結構，鏈路容量，物理機容量（可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多租戶數據中心軟件中間件的部署方法，其特征在于：以數據中心的物理拓撲信息和基于租戶虛擬機需求模型給出的租戶的請求作為輸入，所述租戶請求包括租戶請求的APP?VM的數量、租戶請求的MB?VM的數量、租戶APP?VM之間通信所需求的每個APP?VM的最小通信帶寬保障、租戶之間通信所需求的每個虛擬機每條連接的最小外部通信帶寬保障、以及租戶之間通信的依賴關系，其中APP?VM即為用于應用的虛擬機，MB?VM即為中間件虛擬機；該方法包括以下步驟：1)尋找最小子樹：在數據中心的樹形拓撲結構中，基于所述租戶虛擬機需求模型，通過最小子樹查找算法，找到虛擬機個數滿足租戶需求的最小子樹，如不存在這樣的子樹，則拒絕租戶的請求；2)部署租戶虛擬機：對步驟1)中最小子樹的每一個孩子逐一部署APP?VM，如果該最小子樹的孩子中還有剩余的虛擬機，則部署MB?VM，當租戶的APP?VM和MB?VM請求都被成功滿足后，進入步驟3)，否則進入步驟1)中重新尋找一個最小子樹；3)保留網絡帶寬：根據租戶虛擬機需求模型中給出的租戶內部APP?VM通信、租戶之間相互通信、以及租戶之間的通信依賴對于網絡資源的需求，為租戶保留帶寬，如保留成功則該租戶成功被數據中心接受，否則進入步驟1)重新尋找一個最小子樹。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉亮，張雪薇，陸桑璐，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32