+

WO2019045584A1 - Method of migrating virtual resources in data processing centers - Google Patents

Method of migrating virtual resources in data processing centers Download PDF

Info

Publication number
WO2019045584A1
WO2019045584A1 PCT/RU2017/000451 RU2017000451W WO2019045584A1 WO 2019045584 A1 WO2019045584 A1 WO 2019045584A1 RU 2017000451 W RU2017000451 W RU 2017000451W WO 2019045584 A1 WO2019045584 A1 WO 2019045584A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
migration
virtual
time
queue
movement
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000451
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Евгений Викторович ЧЕМЕРИЦКИЙ
Александр Владиславович ШАЛИМОВ
Руслан Леонидович СМЕЛЯНСКИЙ
Виталий Александрович АНТОНЕНКО
Original Assignee
Некоммерческое Партнерство "Центр Прикладных Исследований Компьютерных Сетей"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Некоммерческое Партнерство "Центр Прикладных Исследований Компьютерных Сетей" filed Critical Некоммерческое Партнерство "Центр Прикладных Исследований Компьютерных Сетей"
Priority to PCT/RU2017/000451 priority Critical patent/WO2019045584A1/en
Publication of WO2019045584A1 publication Critical patent/WO2019045584A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/455Emulation; Interpretation; Software simulation, e.g. virtualisation or emulation of application or operating system execution engines

Definitions

  • the technical solution relates to the field of data processing and storage systems and is a way to migrate virtual resources in data centers, in which they plan to migrate virtual resources in data centers, taking into account the predetermined limit on the migration time.
  • the technical solution in particular, can be used in the cloud platform scheduler, which manages resources in the data center.
  • the migration of virtual resources in particular the migration of virtual machines, can be viewed from two points of view:
  • Article [1] identifies some factors affecting the migration of virtual machines.
  • Each move 5 is associated with a certain virtual resource and is characterized by the initial and resulting location of this resource, as well as the start time of the move and the duration of the move.
  • Migration time is very important to be able to estimate, since the data center resources are used during the migration. The longer the migration takes, the longer the data center resources are misused, i.e. not to handle user requests.
  • Migration uses data center network resources.
  • the migration time of each virtual resource may increase due to the lack of bandwidth.
  • a move is represented as a triple ⁇ v, s, d>, where v is a moving virtual resource, s is the original destination of the virtual resource, d is the new destination of the virtual resource.
  • This paper shows that the task of building such a migration plan is a ⁇ -difficult task.
  • the task of building a migration plan comes down to the task of planning — the Sequence Planning Problem [9].
  • [8] two algorithms are given for solving the problem of constructing a migration plan.
  • the first algorithm is a reboot algorithm, which considers all possible permutations of movements that must be made.
  • the second algorithm has quadratic complexity based on the number of displacements and is briefly described as follows: first, an arbitrary sequence of displacements is created, then all triples ⁇ v, s, d> are scanned, the number of possible migrations that can be performed after moving the virtual resource v is calculated for each triples. After all such triples are sorted by decreasing this number. The resulting sorted sequence will be the migration plan.
  • This article presented the results of comparing the quality of the obtained solutions of the following algorithms: a random algorithm (an arbitrary sequence of displacements), a heuristic algorithm proposed in the article, and an optimal solution. It was noted in the experiments that the optimal solution and the solution obtained by the heuristic algorithm described in the article are always close to each other, which speaks in favor of the heuristic algorithm.
  • the migration plan satisfies the specified limit on execution time. Also, for each virtual resource, as a result of the algorithm execution, a path will be built in the communication environment, which will need to be migrated. ESSENCE OF TECHNICAL SOLUTION
  • the claimed technical solution provides a technical result aimed at reducing the time to complete the migration plan for a given set of virtual resources being moved.
  • FIG. 1 shows an example of a resource planner in a data center, illustrating how to integrate the process of building a migration plan into a data center planner.
  • Figure 2 shows the block diagram of the algorithm for constructing a plan for the migration of virtual resources of the data center.
  • W is the set of virtual machines used by applications
  • S is the set of virtual data storages (storage-elements)
  • E a set of virtual data transfer channels between virtual machines and storage-request elements.
  • mapping B mapping B
  • Request G is called fully assigned if
  • Vg G: B (g)! 0 (4)
  • the request G is called partially assigned if
  • G U ⁇ Gi ⁇ (assigned, partially assigned, and pending assignments).
  • the set of requests assignments will be denoted by A.
  • Rj is the set of queries assigned to be executed on the physical resource j.
  • Wp is the set of virtual machines assigned for execution on the computing node p
  • EI is the set of virtual channels mapped onto the physical channel I
  • Ek is the set of virtual channels passing through the switching element k
  • Sm is the set of storage elements hosted in the data storage t.
  • the task for moving T shows that the virtual element e needs to be moved from the physical resource s to the physical resource d.
  • T the task for moving
  • ts the time to start moving
  • tp time 5 for performing the moving task, depending from the task T and the current state of the N data center resources
  • tun is a virtual migration channel whose capacity depends on the intensity of migration to the data center
  • ⁇ Li ⁇ is the set of physical channels through which the virtual migration channel passes.
  • the migration plan is a sequence of movements that satisfies the following correctness conditions: a) all movements fit into a given directive interval Tdir b) when moving virtual SLA elements are not violated
  • Virtual machine activity is the intensity of data change in memory, measured in Mb / s.
  • the output is a constructed migration plan that satisfies the conditions for correctness: the SLA should not be violated, all movements must fit within the directive interval. If such a migration plan failed to build, then failure returns.
  • ⁇ ⁇ P ⁇ is the set of tasks for moving.
  • T is an arbitrary task of displacement of the form ⁇ e, s, d>.
  • V (or Vi) is the size of the virtual element.
  • V is determined by its size in some conditional units (Mb, Gb), for a virtual machine, by the amount of RAM and disk memory.
  • A activity (or Ai) - the intensity of the virtual element; shows how much data in arbitrary units ( ⁇ , Gb) changes per unit of time (second, minute, hour). Activity is directly proportional to the intensity of writing to the storage storage element or VM. The higher the intensity of the element, the more data will need to be transferred at the time of its migration. Suppose that some of the data has already moved from the physical resource s to the resource d, but if the intensity of the work is non-zero, a situation may arise when this same part of the data changes and needs to be moved again. Therefore, the intensity of the virtual element during migration is an important characteristic and it must be taken into account in order to estimate the time that will be spent on the movement.
  • ⁇ TRi ⁇ is a move plan.
  • k.
  • TRi ⁇ Ti, tsi, tpi, ⁇ Li ⁇ , tun>.
  • tc is the end time of the migration. The value of tc lies in the half-interval [0, Tdir).
  • tfi tsi + tpi. The end time of the virtual element ei migration
  • the residual resource graph Hres (t) is calculated for a specific point in time in the following way: a) Before starting the construction of the migration plan, we have the residual resource graph Hres (0), which is taken as input.
  • the bandwidth of the migration channel can be calculated as follows tun. throughput ⁇ throughput
  • step (F) If the current time is tc, go to step (F). Otherwise we try to put the movement in the current time - observeTime: a) We form Hres (observeTime). b) We are looking for the minimum path at a given cost in the Hres (observeTime) graph from the vertex si to the vertex di. The search is performed using the Dijkstra algorithm [1]. The cost of the edge (physical channel) in the graph is the occupied bandwidth. If it was not possible to find the path, go to subparagraph (iv). c) We check if we have exceeded the time of migration: if we have exceeded, then go to step (iv), otherwise we check if we interfere with any movements. If we do not interfere with any movements, then to item (H), otherwise we proceed to sub-item (iv). d) Update observeTime — we skip the move closest to the current time. Go to subparagraph (i).
  • a migration plan S it may be empty. Items that are located in the data center before the start of the resource allocation algorithm and for which migration is allowed are OLDm. After the processing of the next request, let the data center planner decide to change the assignment of the elements of the OLDm * subset of the OLD set. If there are no displacements of elements from the OLDm * set in S, then an attempt is made to supplement the migration plan S according to the algorithm described above - steps ⁇ - ⁇ for the OLDm * set . If the migration plan S contains the movement of elements from OLDm *, then a new migration plan is constructed for the virtual elements from S and OLDm * . If when adding a migration plan or when constructing a new plan, the directive period is violated, then a return to the previous correct migration plan or to an empty migration plan is made, and the procedure for building a migration plan returns FAILED.
  • the claimed method of migration of virtual resources in data centers is industrially applicable, since its implementation uses known and proven methods and components.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)

Abstract

The technical solution relates to the field of systems for processing and storing data, and is a method of migrating virtual resources in data processing centers, in which a plan is made for migrating virtual resources in data processing centers, taking into account a predefined migration time limit. In the claimed method for migrating virtual resources in data processing centers, a migration plan is made for a given plurality of transferable virtual resources that satisfies a given time limit for completion. As a result of making the migration plan, a shortest path is made in a communication medium for each virtual resource, along which a transfer of said virtual resource will occur.

Description

СПОСОБ МИГРАЦИИ ВИРТУАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ В ЦЕНТРАХ  THE METHOD OF MIGRATION OF VIRTUAL RESOURCES IN CENTERS
ОБРАБОТКИ ДАННЫХ  DATA PROCESSING
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ TECHNICAL FIELD
Техническое решение относится к области систем обработки и хранения данных и представляет собой способ миграции виртуальных ресурсов в центрах обработки данных, в котором строят план миграции виртуальных ресурсов в центрах обработки данных с учетом заранее заданного ограничения на время миграции. Техническое решение, в частности может применяться в планировщике облачной платформы, которая управляет ресурсами в центре обработки данных. The technical solution relates to the field of data processing and storage systems and is a way to migrate virtual resources in data centers, in which they plan to migrate virtual resources in data centers, taking into account the predetermined limit on the migration time. The technical solution, in particular, can be used in the cloud platform scheduler, which manages resources in the data center.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND
Миграция виртуальных ресурсов, в частности миграция виртуальных машин, может рассматриваться с двух точек зрения: The migration of virtual resources, in particular the migration of virtual machines, can be viewed from two points of view:
1. Исследование факторов, влияющих на миграцию виртуальных ресурсов. 2. Исследование накладных расходов, связанных с миграцией виртуальных ресурсов. 1. Study of factors affecting the migration of virtual resources. 2. Study the overhead associated with the migration of virtual resources.
В статье [1] указываются некоторые факторы, влияющие на миграцию виртуальных машин. Article [1] identifies some factors affecting the migration of virtual machines.
Накладные расходы, связанные с миграцией виртуальных машин: загрузка диска, энергетические расходы, длительность миграции, захват сетевых и вычислительных ресурсов - исследовались в статье [2]. Одним из основных факторов, влияющих на время миграции, является загрузка виртуальной машины, ее активность, например, интенсивность записи в оперативную память, также важным фактором является загрузка сети - [3]. Различные технологические подходы, как проводить миграцию, рассматриваются в статье [4]. Есть работы, в которых рассматривают миграцию только одной машины в конкретный момент времени [5]. В работах [3, 6] рассматривают миграцию нескольких машин в один и тот же момент времени. В работе [7] исследовался вопрос о времени миграции виртуальной машины в зависимости от взаимного влияния виртуальных машин, сетевой топологии и состояния каналов связи. Во всех рассмотренных выше статьях в основном обсуждаются технологические проблемы миграции. Но ни в одной из статей не был предложен алгоритм построения плана миграции. Под планом миграции будем понимать последовательность перемещений виртуальных ресурсов. Каждое перемещение 5 связано с некоторым виртуальным ресурсом и характеризуется начальным и результирующим местоположением этого ресурсы, а также временем начала перемещения и длительностью перемещения. The overhead costs associated with the migration of virtual machines: disk boot, energy costs, the duration of the migration, the capture of network and computing resources - were investigated in the article [2]. One of the main factors affecting the migration time is the loading of the virtual machine, its activity, for example, the intensity of writing to the RAM, the network loading is also an important factor - [3]. Various technological approaches, how to conduct migration, are discussed in article [4]. There are works that consider the migration of only one machine at a specific point in time [5]. In papers [3, 6], the migration of several machines at the same time point is considered. In [7], the issue of virtual machine migration time was investigated depending on the mutual influence of virtual machines, network topology, and the state of communication channels. In all the articles reviewed above, the technological problems of migration are mainly discussed. But none of the articles proposed an algorithm for constructing a migration plan. Under the migration plan, we will understand the sequence of movements of virtual resources. Each move 5 is associated with a certain virtual resource and is characterized by the initial and resulting location of this resource, as well as the start time of the move and the duration of the move.
Время миграции очень важно уметь оценивать, так как при миграции используются ресурсы центра обработки данных. Чем дольше проходит миграция, ю тем дольше ресурсы центра обработки данных используются не по назначению, т.е. не на обработку запросов пользователей. Migration time is very important to be able to estimate, since the data center resources are used during the migration. The longer the migration takes, the longer the data center resources are misused, i.e. not to handle user requests.
Миграция виртуальной машины, которая интенсивно работает с памятью, может занимать достаточно длительный промежуток времени из-за двух факторов: Migration of a virtual machine that works intensively with memory can take quite a long period of time due to two factors:
15 1. Интенсивная работа с памятью предполагает увеличение передаваемых данных при миграции виртуальной машины. Это в свою очередь влияет на время миграции виртуальной машины. 15 1. Intensive work with memory implies an increase in the transferred data during the migration of a virtual machine. This in turn affects the migration time of the virtual machine.
2. При миграции используются сетевые ресурсы центра обработки данных. 2. Migration uses data center network resources.
Если в один и тот же промежуток времени выполняются слишком много 20 миграций, то время миграции каждого виртуального ресурса может увеличиться из-за нехватки пропускной способности.  If there are too many 20 migrations in the same time interval, then the migration time of each virtual resource may increase due to the lack of bandwidth.
Аналогом разработанного алгоритма является эвристический алгоритм, представленный в работе [8]. Данный алгоритм строит план миграции, но в данной работе не учитывается время, затрачиваемое на миграцию. АлгоритмThe analogue of the developed algorithm is the heuristic algorithm presented in [8]. This algorithm builds a migration plan, but this work does not take into account the time spent on migration. Algorithm
25 строит последовательность перемещений, которые нужно совершить. 25 builds a sequence of movements to be made.
Перемещение представляется в виде тройки <v, s, d>, где v— перемещаемый виртуальный ресурс, s— исходное место назначения виртуального ресурса, d— новое место назначения виртуального ресурса. Задача: найти оптимальную последовательность перемещений вида <v, s, d>. В данной работе показывается, зо что задача построения такого плана миграции является ΝΡ-трудной задачей. К задаче построения плана миграции сводится задача планирования— Sequence Planning Problem [9]. В работе [8] приводится два алгоритма для решения задачи построения плана миграции. Первый алгоритм является переборным алгоритмом, который рассматривает все возможные перестановки перемещений, который необходимо совершить. Второй алгоритм имеет квадратичную сложность от количества перемещений и кратко описывается следующим образом: сначала создается произвольная последовательность перемещений, потом просматриваются все тройки <v, s, d>, вычисляется для каждой тройки число возможных миграции, которые можно будет провести после перемещения виртуального ресурса v. После все такие тройки сортируются по убаванию этого числа. Полученная отсортированная последовательность и будет планом миграции. В данной статье были представлены результаты сравнения качества получаемых решений следующих алгоритмов: случайного алгоритма(произвольная последовательность перемещений), предложенного в статье эвристического алгоритм и оптимального решения. В экспериментах отмечено, что оптимальное решение и решение, полученное описанным в статье эвристическим алгоритмом, всегда близки друг к другу, что говорит в пользу эвристического алгоритма. A move is represented as a triple <v, s, d>, where v is a moving virtual resource, s is the original destination of the virtual resource, d is the new destination of the virtual resource. The task: to find the optimal sequence of displacements of the form <v, s, d>. This paper shows that the task of building such a migration plan is a ΝΡ-difficult task. The task of building a migration plan comes down to the task of planning — the Sequence Planning Problem [9]. In [8], two algorithms are given for solving the problem of constructing a migration plan. The first algorithm is a reboot algorithm, which considers all possible permutations of movements that must be made. The second algorithm has quadratic complexity based on the number of displacements and is briefly described as follows: first, an arbitrary sequence of displacements is created, then all triples <v, s, d> are scanned, the number of possible migrations that can be performed after moving the virtual resource v is calculated for each triples. After all such triples are sorted by decreasing this number. The resulting sorted sequence will be the migration plan. This article presented the results of comparing the quality of the obtained solutions of the following algorithms: a random algorithm (an arbitrary sequence of displacements), a heuristic algorithm proposed in the article, and an optimal solution. It was noted in the experiments that the optimal solution and the solution obtained by the heuristic algorithm described in the article are always close to each other, which speaks in favor of the heuristic algorithm.
Однако, алгоритм представленный в статье [8] не оценивает время миграции и не строит путь в коммунникационной среде центра обработки данных, в которой будет проводиться перемещение виртуальной машины. Разработанный алгоритм строит план миграции виртуальных ресурсов.However, the algorithm presented in article [8] does not estimate the time of migration and does not build a path in the communication environment of the data center in which the virtual machine will be moved. The developed algorithm builds a plan for the migration of virtual resources.
План миграции удовлетворяет заданному ограничению на время выполнения. Также для каждого виртуального ресурса в результате выполнения алгоритма построится путь в коммуникационной среде, по которому нужно будет проводить миграцию. СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ The migration plan satisfies the specified limit on execution time. Also, for each virtual resource, as a result of the algorithm execution, a path will be built in the communication environment, which will need to be migrated. ESSENCE OF TECHNICAL SOLUTION
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в следующем. The problem to which the claimed technical solution is directed is as follows.
Построить план миграции для заданного множества перемещаемых виртуальных ресурсов, удовлетворяющий заданному ограничению на время выполнения. Для каждого виртуального ресурса в результате построения плана миграции должен быть построен кратчайший путь в коммуникационной среде, по которому будет проходить перемещение виртуального ресурса. з Заявленное техническое решение обеспечивает получение технического результата направленного на сокращение времени выполнения плана миграции для заданного множества перемещаемых виртуальных ресурсов. Build a migration plan for a given set of roaming virtual resources that satisfies the specified constraint on execution time. For each virtual resource, as a result of building a migration plan, the shortest path in the communication environment through which the virtual resource will travel will be built. s The claimed technical solution provides a technical result aimed at reducing the time to complete the migration plan for a given set of virtual resources being moved.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ На Фиг.1 приведен пример планировщика ресурсов в центре обработки данных, иллюстрирующий каким образом можно интегрировать процедуру построения плана миграции в планировщик центра обработки данных. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows an example of a resource planner in a data center, illustrating how to integrate the process of building a migration plan into a data center planner.
На Фиг.2 приведена блок-схема алгоритма построения плана миграции виртуальных ресурсов центра обработки данных. ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ Figure 2 shows the block diagram of the algorithm for constructing a plan for the migration of virtual resources of the data center. DETAILED DESCRIPTION
Для наиболее полного понимания сущности заявленного технического решения приведем математическую постановку задачи распределения ресурсов в ЦОД [1] и расширим ее для задачи построением плана миграции виртуальных ресурсов в центре обработки данных. Модель физических ресурсов ЦОД будем задавать графом Н=( им UK,L) где Р - множество вычислительных узлов, М - множество хранилищ данных, К - множество коммутационных элементов сети обмена ЦОД, L - множество физических каналов передачи данных. На множествах Р, М, К и L определены векторные функции скалярного аргумента, задающие соответственно характеристики вычислительных узлов, хранилищ данных, коммутационных элементов и каналов передачи данных:
Figure imgf000006_0001
For the most complete understanding of the essence of the claimed technical solution, we will give a mathematical formulation of the problem of resource allocation in the data center [1] and expand it for the task by building a plan for migration of virtual resources in the data processing center. The model of the physical resources of the data center will be given by the graph H = (named UK, L) where P is the set of compute nodes, M is the set of data storages, K is the set of switching elements of the data center exchange network, L is the set of physical data transfer channels. On the sets P, M, K, and L, the vector functions of the scalar argument are defined, specifying, respectively, the characteristics of the computational nodes, data storages, switching elements and data transmission channels:
Figure imgf000006_0001
(mh^mh., , ... ,mh^)=fmh (»г )  (mh ^ mh.,, ..., mh ^) = fmh ("g)
(khl skh2 , ... ,khn3 )=fkh (A: ) (kh ls kh 2 , ..., kh n3 ) = fkh (A:)
(lh1 5lh2 , ... ,lhn4 )=flh <? ) (lh 1 5 lh 2 , ..., lh n4 ) = flh <? )
В данной работе предполагается, что для коммутационных элементов и каналов передачи данных задаются одинаковые характеристики. In this paper, it is assumed that the same characteristics are set for switching elements and data transmission channels.
Ресурсный запрос будем задавать графом G= (w ^Ε) , где W - множество виртуальных машин, используемых приложениями, S - множество виртуальных хранилищ данных (storage-элементов), Е - множество виртуальных каналов передачи данных между виртуальными машинами и storage-элементами запроса. На множествах W, S и Е определены векторные функции скалярного аргумента, задающие характеристики запрашиваемого виртуального элемента (SLA): (wg, ,wg2, ... ,wgnl )=fwg (w) The resource request will be defined by the graph G = ( w ^ Ε), where W is the set of virtual machines used by applications, S is the set of virtual data storages (storage-elements), E - a set of virtual data transfer channels between virtual machines and storage-request elements. The vector functions of the scalar argument defining the characteristics of the requested virtual element (SLA) are defined on the sets W, S and E: (wg,, wg 2 , ..., wg nl ) = fwg (w)
(sg, ,sg2, ... ^g^^fsg ^ ) ^ (sg,, sg 2 , ... ^ g ^^ fsg ^) ^
(eg, ,eg2, ... ,egn4 )=feg (e) (eg,, eg 2 , ..., eg n4 ) = feg (e)
Характеристики SLA элемента запроса совпадают с характеристиками соответствующего ему физического ресурса. Назначением запроса называется отображение В: The characteristics of the SLA element of the request coincide with the characteristics of the corresponding physical resource. The purpose of the request is mapping B
В : G— > Н U {0} = {W ^ P U {0}, S -> М U {0}, Е -> {К, L} U {0}} (3)  B: G—> H U {0} = {W ^ P U {0}, S -> M U {0}, E -> {K, L} U {0}} (3)
Запрос G называется назначенным полностью, если Request G is called fully assigned if
Vg G : B(g) != 0 (4) Vg G: B (g)! = 0 (4)
Запрос G называется назначенным частично, если  The request G is called partially assigned if
5 g1 e G: B(g1) != 0 и 3 g2 e G: B(g2) = 0 (5) 5 g1 e G: B (g1)! = 0 and 3 g2 e G: B (g2) = 0 (5)
Множество всех запросов обозначим G= U{Gi} (назначенных, частично назначенных и ожидающих назначения).  The set of all requests is denoted by G = U {Gi} (assigned, partially assigned, and pending assignments).
Совокупность назначений запросов будем обозначать через А. The set of requests assignments will be denoted by A.
Выделим три типа отношений между характеристиками запросов и соответствующими характеристиками физических ресурсов. Обозначим через х характеристику запроса и через у соответствующую ей характеристику физического ресурса. Тогда эти отношения можно записать следующим образом: We distinguish three types of relationships between the characteristics of requests and the corresponding characteristics of physical resources. We denote by x the characteristic of the request and by y the corresponding characteristic of the physical resource. Then these relationships can be written as follows:
1. Недопустимость перегрузки емкости физического ресурса: 1. Inadmissibility of overloading the capacity of a physical resource:
Σ хΣ x ^ y
, здесь Rj - множество запросов, назначенных на выполнение на физическом ресурсе j.  , here Rj is the set of queries assigned to be executed on the physical resource j.
2. Соответствие типов у запрашиваемого ресурса и физического ресурса х=у 3. Наличие требуемых характеристик у физического ресурса: х < у 2. The type conformity of the requested resource and the physical resource x = y 3. The presence of the required characteristics of the physical resource: x <y
Отображение А : G_> H= ,{?^-* p'S _*HE-»-i ,L]) будем называть корректным, если для всех физических ресурсов и всех их характеристик выполняются отношения 1-3. The mapping A: G_> H =, {? ^ - * p ' S _ * HE - "- i, L]) we call it correct if for all physical resources and all their characteristics relations 1-3 are fulfilled.
Остаточным графом доступных ресурсов называется граф Hres, получаемый из графа физических ресурсов Н, для которого переопределены значения функций по характеристикам, которые должны удовлетворять отношению корректности 1 : fPkes (р) = JP P) - fsgis)The residual graph of available resources is the Hres graph, obtained from the graph of physical resources H, for which the values of functions are redefined by characteristics, which must satisfy the validity relation 1: fPkes (p) = JP P) - fsgis)
Figure imgf000008_0001
flb ® = fiKQ - Σ ^) flKes ( = AW) - Σ few
Figure imgf000008_0001
flb ® = fiKQ - Σ ^ ) flKes (= AW) - Σ few
eeE/ ^ esEk ^ eeE / ^ esE k ^
Здесь Wp - множество виртуальных машин, назначенных на выполнение на вычислительном узле р, EI - множество виртуальных каналов, отображенных на физический канал I, Ек - множество виртуальных каналов, проходящих через коммутационный элемент k, Sm - множество storage-элементов, размещенных в хранилище данных т. Here Wp is the set of virtual machines assigned for execution on the computing node p, EI is the set of virtual channels mapped onto the physical channel I, Ek is the set of virtual channels passing through the switching element k, Sm is the set of storage elements hosted in the data storage t.
Для построения плана миграции в ЦОД требуется расширить математическую модель задачи планирования, представленную выше. Построенный план должен удовлетворять ранее приведенным требованиям корректности (все ресурсы, привлеченные к миграции элемента запроса, должны удовлетворять отношениям корректности). Это означает, что во время миграции виртуальных элементов SLA запросов не нарушаются. To build a migration plan in the data center, it is necessary to expand the mathematical model of the planning problem presented above. The constructed plan must satisfy the previously mentioned correctness requirements (all resources involved in the migration of the query element must satisfy the correctness relationship). This means that during the migration of virtual elements, SLA requests are not violated.
Расширим модель ЦОД, приведенную в работе [1 ], введя следующие понятия: задание на перемещение и перемещение виртуальных элементов в ЦОД. Let us expand the data center model given in [1] by introducing the following concepts: the task of moving and moving virtual elements in the data center.
Задание на перемещение - это тройка Т = (е, s, d), где e e G; s, d e H, т.е. е — это виртуальный элемент: VM или storage-элемент; s и d — это физические ресурсы, которые соответствуют старому и новому назначению виртуального б элемента e; s != d. Задание на перемещение T показывает, что виртуальный элемент е нужно переместить с физического ресурса s на физический ресурс d. The motion task is a triple T = (e, s, d), where ee G; s, de H, i.e. e is a virtual element: VM or storage element; s and d are physical resources that correspond to the old and new purpose of the virtual database. element e; s! = d. The task for moving T shows that the virtual element e needs to be moved from the physical resource s to the physical resource d.
Перемещением будем называть пятерку TR = (Т, ts, tp = т (Т, Н), {Li}, tun), где Т— задание на перемещение, ts— время начала перемещения, tp— время 5 выполнения задания на перемещение, зависящее от задания Т и текущего состояния ресурсов Н ЦОД, tun — виртуальный канал миграции, пропускная способность которого зависит от интенсивности миграции в ЦОД, {Li} — множество физических каналов, по которым проходит виртуальный канал миграции. ю План миграции — это последовательность перемещений, которая удовлетворяет следующим условиям корректности: a) все перемещения укладываются в заданный директивный интервал Tdir b) при перемещении виртуальных элементов SLA не нарушаются Moving we will call the five TR = (T, ts, tp = t (T, H), {Li}, tun), where T is the task for moving, ts is the time to start moving, tp is time 5 for performing the moving task, depending from the task T and the current state of the N data center resources, tun is a virtual migration channel whose capacity depends on the intensity of migration to the data center, {Li} is the set of physical channels through which the virtual migration channel passes. The migration plan is a sequence of movements that satisfies the following correctness conditions: a) all movements fit into a given directive interval Tdir b) when moving virtual SLA elements are not violated
В качестве исходных данных задачи построения плана миграции виртуальных 15 элементов: a) Множество заданий на перемещение {Τί} As the initial data of the task of constructing a plan for the migration of virtual 15 elements: a) A set of tasks for moving {Τί}
b) Активность перемещаемых виртуальных элементов. Активность виртуальной машины— это интенсивность изменения данных в памяти, измеряется в Мб/с.  b) Activity of relocatable virtual elements. Virtual machine activity is the intensity of data change in memory, measured in Mb / s.
20 с) Ограничение на время выполнения плана миграции— Tdir  20 c) Migration plan time limit — Tdir
Требуется: Required:
Построить план миграции для множества заданий на перемещений {Ti}, которое строится для множества ранее назначенных в центре обработки данных виртуальных элементов, но поменявших свое назначение в новом отображении. 25 Время выполнения данного плана миграции не должно выходить за рамки директивного интервала— [0, Tdir] Build a migration plan for a set of tasks for movements {Ti}, which is built for a set of virtual elements previously assigned in the data center, but having changed their purpose in a new display. 25 The execution time of this migration plan should not go beyond the directive interval — [0, Tdir]
Приведенная постановка задачи построения плана миграции позволяет учитывать время проведения миграции виртуальных ресурсов в отличие от постановки представленной в главе 11.2. Также данная постановка предполагает, зо что для каждого виртуального ресурса будет построен путь миграции. Ниже приведено подробное описание алгоритма построения плана миграции. Входными данными алгоритма являются: The given formulation of the task of building a migration plan allows you to take into account the time of the migration of virtual resources, in contrast to the formulation presented in Chapter 11.2. Also, this formulation assumes that for each virtual resource a migration path will be built. Below is a detailed description of the algorithm for constructing a migration plan. The input data of the algorithm are:
1. Граф остаточных физических ресурсов -Hres 1. Graph of residual physical resources -Hres
2. Множество виртуальных элементов U, для которых нужно провести миграцию. 2. The set of virtual elements U, for which you need to migrate.
3. Старое - Aold и новое - Anew отображение мигрирующих виртуальных элементов. 3. Old - Aold and new - Anew display of migrating virtual elements.
4. Размер директивного интервала Tdir, в рамках которого должна выполняться миграция. Выходными данными является построенный план миграции, удовлетворяющий условиям корректности: SLA не должны нарушаться, все перемещения обязаны укладываться в директивный интервал. Если такой план миграции построить не удалось, то возвращается НЕУСПЕХ. 4. The size of the directory interval Tdir, within which the migration should be performed. The output is a constructed migration plan that satisfies the conditions for correctness: the SLA should not be violated, all movements must fit within the directive interval. If such a migration plan failed to build, then failure returns.
Для объяснения работы алгоритма вводятся следующие обозначения: {~П} — множество заданий на перемещение. |{Ti}| = к (к заданий на перемещение вида Т= < ei, si, di >). To explain the operation of the algorithm, the following notation is introduced: { ~ P} is the set of tasks for moving. | {Ti} | = k (k assignment tasks of the form T = <ei, si, di>).
Т - произвольное задание на перемещение вида < е, s, d >. T is an arbitrary task of displacement of the form <e, s, d>.
V (или Vi ) - размер виртуального элемента. Для storage-элемента V определяется его размером в некоторых условных еденицах (Mb, Gb), для виртуальной машины— суммой оперативной памяти, дисковой памяти. V (or Vi) is the size of the virtual element. For a storage element, V is determined by its size in some conditional units (Mb, Gb), for a virtual machine, by the amount of RAM and disk memory.
А = activity (или Ai ) - интенсивность работы виртуального элемента; показывает, какой объем данных в условных единицах(МЬ, Gb) изменяется в единицу времени (second, minute, hour). Activity прямо пропорциональна интенсивности записи в память storage-элемента или VM. Чем выше интенсивность работы элемента, тем больше данных нужно будет передать в момент его миграции. Пусть некоторая часть данных уже переместилась с физического ресурса s на ресурс d, но если интенсивность работы ненулевая может возникнуть ситуация, когда эта же часть данных изменится и ее нужно будет опять перемещать. Поэтому интенсивность работы виртуального элемента во время миграции является важной характеристикой и ее нужно учитывать, чтобы оценивать время, которое будет затрачено на перемещение. A = activity (or Ai) - the intensity of the virtual element; shows how much data in arbitrary units (МЬ, Gb) changes per unit of time (second, minute, hour). Activity is directly proportional to the intensity of writing to the storage storage element or VM. The higher the intensity of the element, the more data will need to be transferred at the time of its migration. Suppose that some of the data has already moved from the physical resource s to the resource d, but if the intensity of the work is non-zero, a situation may arise when this same part of the data changes and needs to be moved again. Therefore, the intensity of the virtual element during migration is an important characteristic and it must be taken into account in order to estimate the time that will be spent on the movement.
{TRi} - план перемещения. |{TRi}| = k. TRi = <Ti, tsi, tpi, {Li}, tun >. TRi - перемещение виртуального элемента - ei. tc - время конца миграции. Значение tc лежит в полуинтервале [ 0, Tdir ). tfi = tsi + tpi .Время окончания миграции виртуального элемента ei {TRi} is a move plan. | {TRi} | = k. TRi = <Ti, tsi, tpi, {Li}, tun>. TRi - move the virtual element - ei. tc is the end time of the migration. The value of tc lies in the half-interval [0, Tdir). tfi = tsi + tpi. The end time of the virtual element ei migration
Q— упорядоченная очередь заданий на перемещение. Q— ordered queue of tasks for moving.
Hres(t), где t - это время. Hres (t), where t is time.
Граф остаточных ресурсов Hres(t) рассчитывается для конкретного момента времени таким образом: a) До начала построения плана миграции, у нас есть граф остаточных ресурсов Hres(0), который принимается как входные данные. The residual resource graph Hres (t) is calculated for a specific point in time in the following way: a) Before starting the construction of the migration plan, we have the residual resource graph Hres (0), which is taken as input.
b) Дальше для любого момента времени t, чтобы определить Hres(t) просматриваем все перемещения - {TRi} (в этом множестве в момент времени t<tc может находиться только часть перемещений ) и захватываем в Hres(0) те физические каналы Li, для которых выполнено: tsi <= t && t < tfi , т.е. захватываем те каналы, которые в момент времени t заняты. Также нужно в Hres(t) захватить временные реплики перемещаемых элементов, т.е. для TRi, выполняющегося в момент t, захватить ресурсы под элемент ei и на физическом элементе s, и на элементе d.  b) Next, for any moment of time t, to determine Hres (t), we scan all movements - {TRi} (in this set at time t <tc there can be only part of the movements) and capture in Hres (0) those physical channels Li, for which: tsi <= t && t <tfi, i.e. capture those channels that are busy at time t. You also need to capture temporary replicas of relocatable elements in Hres (t), i.e. for TRi, running at time t, capture resources under the element ei on both the physical element s and element d.
Перемещения могут производиться параллельно, поэтому сетевые ресурсы не отдаются полностью под миграцию какого-либо виртуального элемента, а делятся пропорционально их интенсивности. Для нахождения пропускной способности виртуального канала миграции tun для виртуального элемента ei, проводится следующая процедура: во множестве {Li} находится канал с самой маленькой пропускной способностью - throughput, после пропускная способность канала tun высчитывается по формуле: tun . throughput=throughput ΏMovements can be performed in parallel, therefore network resources are not fully allocated for the migration of a virtual element, but are divided in proportion to their intensity. To find the bandwidth of the virtual migration channel tun for the virtual element ei, the following procedure is performed: in the set {Li} there is a channel with the smallest bandwidth - throughput, after the bandwidth of the tun channel is calculated by the formula: tun. throughput = throughput
Figure imgf000011_0001
Пропускную способность канала миграции можно высчитывать следующим образом tun . throughput^ throughput
Figure imgf000011_0001
The bandwidth of the migration channel can be calculated as follows tun. throughput ^ throughput
Влияние этих двух вариантов на результат алгоритма изучалось в ходе экспериментального исследования. Использование варианта 1 более предпочтительно, так как при параллельной миграции время, затрачиваемое на миграцию, может быть меньше, чем при использовании варианта 2, при котором миграция виртуальных ресурсов проходит последовательно. The effect of these two options on the result of the algorithm was studied in an experimental study. The use of option 1 is more preferable, since with parallel migration the time spent on migration may be less than when using option 2, in which the migration of virtual resources takes place sequentially.
Оценка времени миграции виртуального элемента является непростой задачей, поэтому в данной курсовой время миграции считается прямо пропорциональным отношению перемещаемых данных к пропускной способности канала передачи данных: tp= V- : Estimating the migration time of a virtual element is not an easy task, therefore, in this course migration time, it is considered to be directly proportional to the ratio of the data being moved to the data transmission channel bandwidth: tp = V - :
tun . throughput— Activity ^  tun. throughput — Activity ^
Если Activity больше, чем выделенная пропускная способность канала миграции tun.throughput, то соответствующее перемещение будет запрещено. If the Activity is larger than the tun.throughput migration channel bandwidth allocated, the corresponding movement will be prohibited.
Заранее неизвестно, сколько времени потребуется на каждое перемещение, следовательно, задача построения плана миграции виртуальных элементов не является классической задачей построения расписания. Поэтому для решения данной проблемы был предложен алгоритм, описанный ниже: А) Используя множество U = {ei}, 1 <=i<=k, формируем множество заданий на перемещение {Ti}. It is not known in advance how much time will be required for each movement, therefore, the task of building a plan for migrating virtual elements is not a classic task of building a schedule. Therefore, to solve this problem, the algorithm described below was proposed: A) Using the set U = {ei}, 1 <= i <= k, we form a set of tasks for moving {Ti}.
B) Упорядочиваем множество {Ti} по уменьшению произведения Vi*(Ai+1 ) и формируем из него очередь Q. Это делается для того, чтобы сначала попробовать переместить самые "трудные" элементы. Если у элемента интенсивность высокая, следовательно, и передаваемых данных будет много, так что даже с небольшим по V элементом, но с очень большой интенсивностью могут возникнуть сложности при перемещении. B) Arrange the set {Ti} to reduce the product Vi * (Ai + 1) and form a queue Q from it. This is done in order to first try to move the most "difficult" elements. If the element has a high intensity, therefore, there will be a lot of transmitted data, so that even with a small element along V, but with very high intensity, difficulties may arise when moving.
C) Извлекаем очередной элемент из очереди Q. C) We retrieve the next item from the Q queue.
ю D) Инициируем нулем переменную observeTime, которая отвечает за рассматриваемое в данный момент точку в расписании. Yu D) We initiate the zero variable observeTime, which is responsible for the point in the schedule currently under consideration.
E) Если текущее время равно tc, переходим к пункту (F). Иначе пытаемся поставить перемещение в текущее время - observeTime: a) Формируем Hres(observeTime). b) Ищем путь минимальный по заданной стоимости в графе Hres(observeTime) от вершины si до вершины di. Поиск производится при помощи алгоритма Дейкстры [1]. Стоимость ребра (физического канала) в графе - это занятая пропускная способность. Если не удалось найти путь, переходим к подпункту (iv). c) Проверяем, превысили ли мы время миграции: если превысили, то переходим к пункту (iv), иначе проверяем, мешаем ли каким-нибудь перемещениям. Если не мешаем никаким перемещениям, то к пункту (Н), иначе переходим к подпункту (iv). d) Обновляем observeTime - пропускаем ближайшее к текущему времени перемещение. Переходим к подпункту (i). E) If the current time is tc, go to step (F). Otherwise we try to put the movement in the current time - observeTime: a) We form Hres (observeTime). b) We are looking for the minimum path at a given cost in the Hres (observeTime) graph from the vertex si to the vertex di. The search is performed using the Dijkstra algorithm [1]. The cost of the edge (physical channel) in the graph is the occupied bandwidth. If it was not possible to find the path, go to subparagraph (iv). c) We check if we have exceeded the time of migration: if we have exceeded, then go to step (iv), otherwise we check if we interfere with any movements. If we do not interfere with any movements, then to item (H), otherwise we proceed to sub-item (iv). d) Update observeTime — we skip the move closest to the current time. Go to subparagraph (i).
F) Производим попытку переместить элемент ei. Ищем путь от si до di в графе Hres(0). Если неуспех, то кладем обрабатываемое Ti в конец очереди и переходим к пункту (I). F) We attempt to move the element ei. We are looking for a path from si to di in the Hres (0) graph. If failure, then put processed Ti at the end of the queue and go to paragraph (I).
G) Проверяем, превысили ли мы время миграции: если превысили, то кладем обрабатываемое Ti в конец очереди и переходим к пункту (I). G) We check if we have exceeded the time of migration: if we have exceeded, then we put the processed Ti at the end of the queue and go to step (I).
H) Кладем сформированное перемещение TRi в множество уже обработанных перемещений {TRj}. Обновляем время tc. H) Put the formed movement TRi into the set of already processed movements {TRj}. Update tc time.
I) Если очередь Q зациклилась, то алгоритм возвращает неуспех. I) If the Q queue is looping, then the algorithm returns a failure.
J) Если очередь Q пуста, следовательно, план миграции построен - вернуть успех. J) If Q's queue is empty, therefore, the migration plan is built - return success.
К) Вернуться к пункту (С). K) Return to paragraph (C).
Опираясь на выше описанный алгоритм, опишем процедуру построения плана миграции. Пусть уже имеется план миграции S - он может быть пустым. Элементы, расположенные в центре обработки данных до запуска алгоритма распределения ресурсов и для которых разрешена миграция - OLDm. Пусть после обработки очередного запроса планировщик центра обработки данных решил изменить назначение элементов подмножества OLDm* множества OLD. Если в S нет перемещений элементов из множества OLDm*, следовательно, производится попытка дополнить план миграции S согласно выше описанному алгоритму - шаги А-К для множества OLDm*. Если в плане миграции S есть перемещения элементов из OLDm*, то строится новый план миграции для виртуальных элементов из S и OLDm*. Если при дополнении плана миграции или при построении нового плана будет нарушен директивный срок, то производится возврат к предыдущему корректному плану миграции или к пустому плану миграции и процедура построения плана миграции возвращает НЕУСПЕХ. Based on the above described algorithm, we describe the procedure for building a migration plan. Suppose there is already a migration plan S - it may be empty. Items that are located in the data center before the start of the resource allocation algorithm and for which migration is allowed are OLDm. After the processing of the next request, let the data center planner decide to change the assignment of the elements of the OLDm * subset of the OLD set. If there are no displacements of elements from the OLDm * set in S, then an attempt is made to supplement the migration plan S according to the algorithm described above - steps А-К for the OLDm * set . If the migration plan S contains the movement of elements from OLDm *, then a new migration plan is constructed for the virtual elements from S and OLDm * . If when adding a migration plan or when constructing a new plan, the directive period is violated, then a return to the previous correct migration plan or to an empty migration plan is made, and the procedure for building a migration plan returns FAILED.
Заявленный способ миграции виртуальных ресурсов в центрах обработки данных является промышленно применимым, так как при его реализации используют известные и апробированные методы и компоненты. The claimed method of migration of virtual resources in data centers is industrially applicable, since its implementation uses known and proven methods and components.
Хотя данное техническое решение описано конкретным примером его реализации, это описание не является ограничивающим, но приведено лишь для иллюстрации и лучшего понимания существа технического решения, объем которого определяется прилагаемой формулой. Although this technical solution is described by a specific example of its implementation, this description is not limiting, but is given only for illustration and a better understanding of the essence of the technical solution, the scope of which is determined by the attached formula.
Список литературы Bibliography
1. Jiangtao Zhang, Hejiao Huang, XuanWang. Resource provision algorithms in cloud computing: A survey. //Journal of Network and Computer Applications— 2016, V.64 Issue C,—P. 23-42 1. Jiangtao Zhang, Hejiao Huang, XuanWang. Cloud computing: A survey. // Journal of Network and Computer Applications — 2016, V.64 Issue C, —P. 23-42
2. A. Sallam, K. Li .A multi-objective virtual machine migration policy in cloud  2. A. Sallam, K. Li .A multi-objective virtual machine migration policy in cloud
systems. // Comput Journal— 2014; 57(2) ,—P. 195-204. [Электронный ресурс]. URL:  systems. // Comput Journal— 2014; 57 (2), —P. 195-204. [Electronic resource]. URL:
http://comjnl.oxfordjournals.org/content/early/2013/02/28/comjnl.bxt018 (дата обращения: 13.04.2016).  http://comjnl.oxfordjournals.org/content/early/2013/02/28/comjnl.bxt018 (appeal date: 13.04.2016).
3. Sotomayor В, Keahey К, Fosterl. Combining batch execution and leasing using virtual machines. // HPDC'08, Boston, Massachusetts, USA,— June 2008,— p.87-96. [Электронный ресурс]. URL: http://www.nimbusproject.org/files/hpdc242s-sotomayor.pdf (дата обращения: 13.04.2016). 3. Sotomayor In, Keahey K, Fosterl. Combining batch execution and leasing using virtual machines. // HPDC'08, Boston, Massachusetts, USA, - June 2008, - p.87-96. [Electronic resource]. URL: http://www.nimbusproject.org/files/hpdc242s-sotomayor.pdf (access date: 13.04.2016).
4. Zhao M.Figueiredo RJ. Experimental study of virtual machine migration in  4. Zhao M.Figueiredo RJ. Experimental study of virtual machine migration in
support of reservation of cluster resources. / VTDC'07, 2nd international  support of reservation of cluster resources. / VTDC'07, 2nd international
Workshop on Virtualization technology in distributed computing.— 2007,— p. 5. [Электронный ресурс]. URL: http://dl.acm. org/citation.cfm?id=1408659 (дата обращения: 13.04.2016).  Workshop on Virtualization technology in distributed computing.— 2007, - p. 5. [Electronic resource]. URL: http: //dl.acm. org / citation.cfm? id = 1408659 (appeal date: 13.04.2016).
5. Han P, Gong Q. Optimized live vm migration with eviction-free memory  5. Han P, Gong Q. Optimized live vm migration with eviction-free memory
approach.// In: Proceedings of the 9th international symposiumon linear drives for industry applications, vol.1.Springer;2014.— P.185-191.  approach.// In: Proceedings of the 9th international symposium linear drives for industry applications, vol.1.Springer; 2014. — P.185-191.
6. Ye K, Jiang X, Ma R, Yan F. Vc-migration: live migration of virtual clusters in the cloud.//ACM/IEEE 13th international conference on grid computing (GRID); 2012. — P;209-218. [Электронный ресурс]. URL:  6. Ye K, Jiang X, Ma R, Yan F. Vc-migration: live cloud computing and GRAC; 2012. - P; 209-218. [Electronic resource]. URL:
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6319172  http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6319172
&filter%3DAND%28p_IS_Number%3A6319148%29%26pageNumber%3D2 (дата обращения: 13.04.2016).  & filter% 3DAND% 28p_IS_Number% 3A6319148% 29% 26pageNumber% 3D2 (reference date: 13.04.2016).
7. Sarker T К, Tang M. Performance-driven live migration of multiple virtual  7. Sarker TK, Tang M. Performance-driven live migration of multiple virtual
machines in datacenters.// IEEE international conference on granular computing (GrC).IEEE;2013.— P.253-258.  machines in datacenters.// IEEE international conference on granular computing (GrC) .IEEE; 2013. — P.253-258.
8. Walk the Line: Consistent Network Updates with Bandwidth Guarantees //  8. Walk the Line: Consistent Network Updates with Bandwidth Guarantees //
HotSDN'12,— Helsinki, Finland, 2012, p.6. [Электронный ресурс]. URL:  HotSDN'12, - Helsinki, Finland, 2012, p.6. [Electronic resource]. URL:
http://web.engr.iHinois.edu/~caesar/papers/hot18-ghorbani.pdf (дата  http://web.engr.iHinois.edu/~caesar/papers/hot18-ghorbani.pdf (date
обращения: 13.04.2016).  references: 04/13/2016).
9. В. G. Jozsa and M. Makai. On the solution of reroute sequence planning (RSP) problem in mpls networks.// Computer Networks, 42(2) , 2003— P.199 - 210. [Электронный ресурс]. URL: http://www.cs.elte.hu/~marci/papers/reroute.pdf (дата обращения: 13.04.2016).  9. B. G. Jozsa and M. Makai. On the solution of reroute sequence planning (RSP) problem in mpls networks. // Computer Networks, 42 (2), 2003 — P.199 - 210. [Electronic resource]. URL: http://www.cs.elte.hu/~marci/papers/reroute.pdf (access date: 13.04.2016).
Ю. Томас X. Кормен, Чарльз И. Лейзерсон, Рональд Л. Ривест, Клиффорд Штайн. Глава 24 Кратчайшие пути из одной вершины. В кн: Алгоритмы: построение и анализ., 3-е изд. : Пер. С англ. - М. : ООО «И. Д. Вильяме», 2013. - 1328 с. : ил. - Парал. Тит. Англ.  J. Thomas X. Cormen, Charles I. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein. Chapter 24 The shortest paths from one vertex. In: Algorithms: construction and analysis., 3rd ed. : Trans. From English - M.: LLC “I. D. Williams, 2013. - 1328 p. : il. - Paral. Titus English
11. Зотов И. А., Костенко В. А. Алгоритм распределения ресурсов в центрах обработки данных с единым планировщиком для различных типов ресурсов // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления.—
Figure imgf000015_0001
11. Zotov I. A., Kostenko V. A. Algorithm of resource allocation in data processing centers with a single scheduler for various types of resources // News of the Russian Academy of Sciences. Theory and management systems.—
Figure imgf000015_0001

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ миграции виртуальных ресурсов в центрах обработки данных в котором, используя множество U = {ei}, 1 <=i<=k, формируют множество заданий на перемещение {Ti}; упорядочивают множество {Ti} по уменьшению произведения Vi*(Ai+1) и формируют из него очередь Q; извлекают очередной элемент из очереди Q; инициируют нулем переменную observeTime, которая отвечает за рассматриваемое в данный момент точку в расписании; если текущее время равно tc, переходят к следующему шагу, иначе пытаются поставить перемещение в текущее время - observeTime: a) формируют Hres(observeTime); b) ищут путь минимальный по заданной стоимости в графе Hres(observeTime) от вершины si до вершины di. Поиск производится при помощи алгоритма Дейкстры [1]. Стоимость ребра (физического канала) в графе - это занятая пропускная способность. Если не удалось найти путь, переходим к подпункту (iv); c) проверяют, превысили ли мы время миграции: если превысили, то переходят к следующему шагу, иначе проверяют, мешают ли каким- нибудь перемещениям и если не мешаем никаким перемещениям, то кладут сформированное перемещение TRi в множество уже обработанных перемещений {TRj} и обновляют время tc, иначе переходят к к следующему шагу; d) пропускают ближайшее к текущему времени перемещение; производят попытку переместить элемент ei, при этом ищут путь от si до di в графе Hres(0) и если неуспех, то кладут обрабатываемое Ti в конец очереди и алгоритм возвращает неуспех; проверяют, превышено ли время миграции и если превышено, то кладут обрабатываемое Ti в конец очереди и алгоритм возвращает неуспех; кладут сформированное перемещение TRi в множество уже обработанных перемещений {TRj} и обновляют время tc; если очередь Q зациклилась, то алгоритм возвращает неуспех, если очередь Q пуста возвращает успех. 1. The method of migration of virtual resources in data centers in which, using the set U = {ei}, 1 <= i <= k, form a set of tasks for moving {Ti}; order the set {Ti} by reducing the product Vi * (Ai + 1) and form a queue Q from it; remove the next item from the queue Q; zero is initiated by the observeTime variable, which is responsible for the point in the schedule currently being considered; if the current time is tc, go to the next step, otherwise try to put the movement at the current time - observeTime: a) form Hres (observeTime); b) looking for the minimum path at a given cost in the Hres (observeTime) graph from the vertex si to the vertex di. The search is performed using the Dijkstra algorithm [1]. The cost of the edge (physical channel) in the graph is the occupied bandwidth. If it was not possible to find the way, go to subparagraph (iv); c) check if we have exceeded the migration time: if we have exceeded, then proceed to the next step, otherwise check if any movement is disturbed and if we do not interfere with any movement, put the formed movement TRi into the set of already processed movements {TRj} and update tc time, otherwise go to the next step; d) pass the movement nearest to the current time; make an attempt to move the element ei, while looking for a path from si to di in the Hres (0) column and if unsuccessful, then put the processed Ti at the end of the queue and the algorithm returns a failure; check whether the migration time is exceeded and, if exceeded, put the processed Ti at the end of the queue and the algorithm returns a failure; put the formed movement TRi into the set of already processed movements {TRj} and update the time tc; if the queue Q is looping, then the algorithm returns a failure, if the queue Q is empty returns success.
PCT/RU2017/000451 2017-08-30 2017-08-30 Method of migrating virtual resources in data processing centers WO2019045584A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000451 WO2019045584A1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Method of migrating virtual resources in data processing centers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000451 WO2019045584A1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Method of migrating virtual resources in data processing centers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019045584A1 true WO2019045584A1 (en) 2019-03-07

Family

ID=65527638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000451 WO2019045584A1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Method of migrating virtual resources in data processing centers

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019045584A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113301390A (en) * 2021-05-21 2021-08-24 北京达佳互联信息技术有限公司 Data processing method and device for calling virtual resources and server

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160308722A1 (en) * 2011-09-30 2016-10-20 Commvault Systems, Inc. Migration of existing computing systems to cloud computing sites or virtual machines
US20160314014A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 International Business Machines Corporation Machine learning for virtual machine migration plan generation
US20170220374A1 (en) * 2014-06-28 2017-08-03 Vmware, Inc. Live migration of virtual machines with memory state sharing
US20180060627A1 (en) * 2012-12-07 2018-03-01 The Code Corporation Attachment including a mirror that changes an optical path of a camera device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160308722A1 (en) * 2011-09-30 2016-10-20 Commvault Systems, Inc. Migration of existing computing systems to cloud computing sites or virtual machines
US20180060627A1 (en) * 2012-12-07 2018-03-01 The Code Corporation Attachment including a mirror that changes an optical path of a camera device
US20170220374A1 (en) * 2014-06-28 2017-08-03 Vmware, Inc. Live migration of virtual machines with memory state sharing
US20160314014A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 International Business Machines Corporation Machine learning for virtual machine migration plan generation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113301390A (en) * 2021-05-21 2021-08-24 北京达佳互联信息技术有限公司 Data processing method and device for calling virtual resources and server

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10924535B2 (en) Resource load balancing control method and cluster scheduler
US10635664B2 (en) Map-reduce job virtualization
Mishra et al. Esp: A machine learning approach to predicting application interference
Ge et al. GA-based task scheduler for the cloud computing systems
Liu et al. Task scheduling with precedence and placement constraints for resource utilization improvement in multi-user MEC environment
Han et al. EdgeTuner: Fast scheduling algorithm tuning for dynamic edge-cloud workloads and resources
KR101471749B1 (en) Virtual machine allcoation of cloud service for fuzzy logic driven virtual machine resource evaluation apparatus and method
Sedaghat et al. Decentralized cloud datacenter reconsolidation through emergent and topology-aware behavior
US20250023943A1 (en) An architecture for self-adaptive computation management in edge cloud
Lai et al. Delay-aware container scheduling in kubernetes
Alkaff et al. Cross-layer scheduling in cloud systems
Convolbo et al. DRASH: A data replication-aware scheduler in geo-distributed data centers
Edinger et al. Decentralized low-latency task scheduling for ad-hoc computing
AlOrbani et al. Load balancing and resource allocation in smart cities using reinforcement learning
Aldhalaan et al. Autonomic allocation of communicating virtual machines in hierarchical cloud data centers
Liu et al. KubFBS: A fine‐grained and balance‐aware scheduling system for deep learning tasks based on kubernetes
CN118152114B (en) A coal mine geological big data processing system and method
Patil et al. Seamless service migration across multi-access edge computing (MEC) environments
US8468041B1 (en) Using reinforcement learning to facilitate dynamic resource allocation
WO2019045584A1 (en) Method of migrating virtual resources in data processing centers
CN117194025A (en) GPU spatio-temporal sharing method for deep learning services
Ru et al. An efficient deadline constrained and data locality aware dynamic scheduling framework for multitenancy clouds
Hossain et al. Dynamic microservice placement in multi-tier Fog networks
Khattar et al. Multi-criteria-based energy-efficient framework for VM placement in cloud data centers
Awasare et al. Survey and comparative study on resource allocation strategies in cloud computing environment

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17923478

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17923478

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载