陈鹏飞,李昕怡,齐勇,张小辉

(西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安)



单步启发式策略的备份虚拟机复用策略

陈鹏飞,李昕怡,齐勇,张小辉

(西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安)

针对云环境中的备份虚拟机(VM)利用率过低的问题,提出了基于不停歇多臂赌博机(RMAB)方法的备份VM分时复用策略,并给出了获得最优解的条件。该策略将每个备份VM形式化为具有“空闲”(1)和“占用”(0)两种状态的Markov过程,将多个备份VM的调度问题形式化为具有多个Markov过程的Markov决策问题(MDP),最终目标是期望在有限的备份VM数量下,最大化备份VM的利用率同时保证系统整体的可用性不会明显降低。然而,利用传统的动态规划方法求解该问题时会出现维度爆炸的现象,从而导致问题不可解,故将该Markov决策问题转化为RMAB问题,然后利用简单易操作的单步启发式算法进行求解,并通过计算单步最优获得长期最优解,在特定条件下该策略可以保证得到的解为最优解。模拟实验结果表明:所提方法将备份VM与服务VM之间的备份比例从1∶1扩展成1∶M(M≫1),同时保证失效VM的恢复比率不低于96%,相应地备份VM的利用率显著提高;在VM失效率较低的条件下,备份VM利用率比1∶1备份时提高了89%;利用该备份VM调度策略,有助于减少整个云计算平台的建设和运维费用。

云计算;可用性;虚拟机迁移;不停歇多臂赌博机

云基础设施可以通过虚拟化技术弹性地管理计算资源,进行灵活地硬件资源共享,以节省硬件成本和能耗成本。……