云計算環(huán)境中調(diào)整應(yīng)用所需資源的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計算技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及云計算環(huán)境中調(diào)整應(yīng)用所需資源的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]云計算技術(shù)的不斷發(fā)展，使得云計算能夠靈活地、可擴(kuò)展地和按需地為應(yīng)用分配所需資源?？紤]到云服務(wù)提供商的利益，資源的分配要盡量提高資源的利用率；同時還需要滿足用戶的應(yīng)用需求，不能違反應(yīng)用的服務(wù)等級協(xié)議(Service Level Agreement, SLA)。
[0003]在云計算環(huán)境中，云平臺通常采用資源預(yù)測技術(shù)為應(yīng)用進(jìn)行資源分配，也就是基于預(yù)測到的應(yīng)用未來的工作負(fù)載為應(yīng)用分配資源。資源預(yù)測的一般過程包括:對應(yīng)用的工作負(fù)載情況進(jìn)行監(jiān)控，對監(jiān)控到的應(yīng)用工作負(fù)載進(jìn)行等間隔采樣得到應(yīng)用工作負(fù)載的歷史時間序列，基于應(yīng)用工作負(fù)載的歷史時間序列來預(yù)測未來采樣時刻的工作負(fù)載。這里所說的應(yīng)用的工作負(fù)載可以為應(yīng)用的并發(fā)請求數(shù)、應(yīng)用的請求響應(yīng)時間和/或應(yīng)用的用戶數(shù)坐寸。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，基于資源預(yù)測技術(shù)來分配資源，需要設(shè)置一個固定的預(yù)測窗口，根據(jù)工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測一個預(yù)測窗口中所有采樣時刻的工作負(fù)載。然后根據(jù)預(yù)測窗口中各采樣時刻的工作負(fù)載的預(yù)測值和代價函數(shù)，將預(yù)測窗口分成若干個時間段，確定每個時間段的長度以及預(yù)測窗口中各時間段云平臺需要分配給應(yīng)用的資源數(shù)量。這種方法依賴于預(yù)測窗口的設(shè)置，窗口的大小是固定的。每隔固定的預(yù)測窗口大小的時間進(jìn)行一次資源預(yù)測，預(yù)測下一個預(yù)測窗口中所有時刻的工作負(fù)載。對于工作負(fù)載隨時間呈現(xiàn)周期性變化應(yīng)用來說，這種預(yù)測方法是相對準(zhǔn)確的。
[0005]然而，現(xiàn)有用戶需求中，會經(jīng)常涉及一些工作負(fù)載表現(xiàn)為非周期性的應(yīng)用。工作負(fù)載表現(xiàn)為非周期性是指工作負(fù)載隨時間有規(guī)律的變化，但這種變化不具備周期性。比如一些工作負(fù)載與事件相關(guān)的應(yīng)用:一個運行在云平臺上的網(wǎng)絡(luò)游戲，當(dāng)進(jìn)行資料片更新時，由于游戲玩家會搶鮮來體驗更新后的游戲，從而導(dǎo)致應(yīng)用的工作負(fù)載會出現(xiàn)明顯變化，并且實際中兩次資料片更新時，應(yīng)用工作負(fù)載的變化規(guī)律可能是相同的。而資料片更新的時間是由游戲運營人員確定的，并不具備周期性。使用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行資源預(yù)測時，如果預(yù)測窗口選小了，就捕捉不到應(yīng)用的工作負(fù)載的變化趨勢，無法準(zhǔn)確的進(jìn)行資源預(yù)測；如果預(yù)測窗口選大了，由于任何預(yù)測不可避免都會存在誤差，預(yù)測誤差累加將產(chǎn)生比較大的預(yù)測誤差。
[0006]因此，對于非周期性的應(yīng)用，采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行資源預(yù)測將會導(dǎo)致較大的預(yù)測誤差，從而無法實現(xiàn)資源的合理分配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實施例提供了一種云計算環(huán)境中調(diào)整應(yīng)用所需資源的方法和裝置，能夠在非周期的應(yīng)用中減小資源預(yù)測誤差，從而更加準(zhǔn)確的調(diào)整應(yīng)用所需的資源。
[0008]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種云計算環(huán)境中的調(diào)整應(yīng)用所需資源的方法，包括:
[0009]獲取應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載以及當(dāng)前采樣時刻之前的實際工作負(fù)載模式的模式標(biāo)識ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍；
[0010]根據(jù)所述當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載和所述當(dāng)前采樣時刻之前的實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍，確定所述應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載模式發(fā)生模式轉(zhuǎn)換；
[0011]獲取最近的m次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；每一次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包含所述實際的模式轉(zhuǎn)換后的模式ID和所述實際的模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間，其中m為正整數(shù)；
[0012]根據(jù)獲取的最近的m次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以及應(yīng)用的工作負(fù)載的模式預(yù)測模型，進(jìn)行資源預(yù)測得到下次模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間和下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID ；
[0013]根據(jù)預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間、預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID以及最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID，確定下次資源調(diào)整的時間；
[0014]當(dāng)?shù)竭_(dá)所述下次資源調(diào)整的時間時，根據(jù)所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID，調(diào)整應(yīng)用所需的資源。
[0015]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實施方式中，所述獲取應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載以及當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍之前，所述方法還包括:
[0016]根據(jù)所述應(yīng)用的實際的工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)識別應(yīng)用的工作負(fù)載模式，為每一個識別出的工作負(fù)載模式分配一個模式ID，并確定每一個識別出的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的描述信息；其中，所述模式ID對應(yīng)的描述信息包含該模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載和該模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍。
[0017]結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，在第一方面的第二種可能的實施方式中，所述方法還包括:記錄所述應(yīng)用的工作負(fù)載的模式概述和實際的模式轉(zhuǎn)換的歷史數(shù)據(jù)；其中，所述工作負(fù)載的模式概述包含所述每一個識別出的工作負(fù)載模式的模式ID和所述每一個識別出的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的描述信息。
[0018]結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式和第一方面的第二種可能的實施方式，在第一方面的第三種可能的實施方式中，所述根據(jù)所述應(yīng)用的實際的工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)識別應(yīng)用的工作負(fù)載模式，并確定每一個識別出的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的描述信息具體包括:獲取所述應(yīng)用的實際的工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)；將所述應(yīng)用的實際的工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)分為K個聚類；給所述K個聚類中的每個聚類分配一個標(biāo)識作為模式ID，所述K個聚類與應(yīng)用的K個工作負(fù)載模式一一對應(yīng)；確定所述應(yīng)用的每一個工作負(fù)載模式的工作負(fù)載取值范圍；根據(jù)允許的服務(wù)等級協(xié)議SLA違反率為每個所述模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載模式確定代表性工作負(fù)載。
[0019]結(jié)合第一方面的第三種可能的實施方式，在第一方面的第四種可能的實施方式中，在所述根據(jù)允許的服務(wù)等級協(xié)議SLA違反率為每個所述模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載模式確定代表性工作負(fù)載之后，所述方法還包括:根據(jù)資源增加所需要的時間對所述K個工作負(fù)載模式進(jìn)行合并處理。
[0020]結(jié)合第一方面至第一方面的第四種可能的實施方式中的任一項，在第一方面的第五種可能的實施方式中，所述工作負(fù)載取值范圍為所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的所有采樣時刻的工作負(fù)載取值中的最大值和最小值，所述根據(jù)所述應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載和所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍，確定所述應(yīng)用的當(dāng)前工作負(fù)載模式發(fā)生模式轉(zhuǎn)換具體包括:確定當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載大于所述最大值，或者小于所述最小值；或
[0021]所述工作負(fù)載取值范圍為所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的所有采樣時刻的工作負(fù)載取值的平均值以及對應(yīng)的閾值，所述根據(jù)所述應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載和所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍，確定所述應(yīng)用的當(dāng)前工作負(fù)載模式發(fā)生模式轉(zhuǎn)換具體包括:計算所述當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載與所述平均值的差值的絕對值，確定所述絕對值超出所述閾值；其中，所述對應(yīng)的閾值為所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的各采樣時刻的工作負(fù)載取值與所述平均值的最大差值。
[0022]結(jié)合第一方面至第一方面的第五種可能的實施方式中的任一項，在第一方面的第六種可能的實施方式中，根據(jù)所述應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載與所述模式概述中所有的工作負(fù)載模式對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍，確定所述應(yīng)用的當(dāng)前實際工作負(fù)載落入某個模式對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍內(nèi)，獲取該確定的模式的模式ID作為所述最近的一次實際的模式轉(zhuǎn)換后的模式ID ;以及獲取所述最近的一次實際的模式轉(zhuǎn)換發(fā)生的時刻和上次實際的模式轉(zhuǎn)換發(fā)生的時刻的時間差作為所述最近的一次實際的模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間；
[0023]從實際的模式轉(zhuǎn)換的歷史數(shù)據(jù)中獲取除所述最近的一次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)之外的m-Ι次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
[0024]結(jié)合第一方面的第二種可能的實施方式至第一方面的第六種可能的實施方式中的任一項，在第一方面的第七種可能的實施方式中，所述根據(jù)所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間、所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID以及最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID，確定下次資源調(diào)整的時間具體包括:
[0025]根據(jù)所述應(yīng)用的工作負(fù)載的模式概述，獲取所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載和最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載；
[0026]確定所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載大于所述最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載；確定下次資源調(diào)整的時間為最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換發(fā)生的時刻加上所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間再減去增加資源所需的時間；或
[0027]確定所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載小于所述最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載，確定下次資源調(diào)整的時間為最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換發(fā)生的時刻加上所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間。
[0028]結(jié)合第一方面的第二種可能的實施方式至第一方面的第七種可能的實施方式中的任一項，在第一方面的第八種可能的實施方式中，所述根據(jù)所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換的模式ID，調(diào)整應(yīng)用所需的資源具體包括:
[0029]確定所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載超過所述最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載的工作負(fù)載；確定超過的工作負(fù)載所需的資源量，向第一資源池請求增加所述超過的工作負(fù)載所需的資源量；或
[0030]確定所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載少于所述最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載的工作負(fù)載；確定所述少于的工作負(fù)載所需的資源量；向所述第一資源池清求減少所述少于的工作負(fù)載所需的資源量;
[0031]其中，所述第一資源池包含處于停止?fàn)顟B(tài)的服務(wù)器/虛擬機，用于根據(jù)所述資源量進(jìn)行資源調(diào)整。
[0032]結(jié)合第一方面的第二種可能的實施方式至第一方面的第八種可能的實施方式中的任一項，在第一方面的第九種可能的實施方式中，所述根據(jù)所述預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換的模式ID，調(diào)整應(yīng)用所需的資源具體還包括:
[0033]確定所述當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載大于最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后資源預(yù)測得到的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載，以及確定所述當(dāng)前采樣時刻晚于已確定的最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后資源預(yù)測得到的資源調(diào)整的時間，請求第二資源池為應(yīng)用分配大于最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后資源預(yù)測得到的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載所需的資源量;或
[0034]確定所述當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載大于最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后資源預(yù)測得到的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載，以及確定所述當(dāng)前采樣時刻早于已確定的最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后資源預(yù)測得到的資源調(diào)整的時間，請求第二資源池為應(yīng)用分配大于所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用的實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載的工作負(fù)載所需的資源量；其中，所述第二資源池包含處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的服務(wù)器或虛擬機。
[0035]第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種計算環(huán)境中調(diào)整應(yīng)用所需資源的裝置，包括:
[0036]第一獲取模塊，用于獲取應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載以及當(dāng)前采樣時刻之前的實際工作負(fù)載模式的模式標(biāo)識ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍；
[0037]第一確定模塊,用于根據(jù)所述第一獲取模塊獲取的當(dāng)前米樣時刻的實際工作負(fù)載和當(dāng)前采樣時刻之前的實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍，確定所述應(yīng)用的當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載模式發(fā)生模式轉(zhuǎn)換；
[0038]第二獲取模塊，用于獲取最近的m次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；每一次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包含所述實際的模式轉(zhuǎn)換后的模式ID和所述實際的模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間，其中m為正整數(shù)；
[0039]預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述第二獲取模塊獲取的最近的m次實際的模式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以及應(yīng)用的工作負(fù)載的模式預(yù)測模型，進(jìn)行資源預(yù)測得到下次模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間預(yù)和下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID預(yù)測值；
[0040]第二確定模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測模塊預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換前的模式的持續(xù)時間、預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID以及最近的一次實際模式轉(zhuǎn)換后的模式ID，確定下次資源調(diào)整的時間；
[0041]調(diào)整模塊，用于當(dāng)?shù)竭_(dá)所述下次資源調(diào)整的時間時，根據(jù)所述預(yù)測模塊預(yù)測得到的下次模式轉(zhuǎn)換后的模式ID，調(diào)整應(yīng)用所需的資源。
[0042]結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的實施方式中，所述裝置還包括:識別模塊，用于根據(jù)所述應(yīng)用的實際的工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)識別應(yīng)用的工作負(fù)載模式，為每一個識別出的工作負(fù)載模式分配一個模式ID，并確定每一個識別出的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的描述信息；其中，所述模式ID對應(yīng)的描述信息包含該模式ID對應(yīng)的代表性工作負(fù)載和該模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載取值范圍。
[0043]結(jié)合第二方面的第一種可能的實施方式，在第二方面的第二種可能的實施方式中，所述裝置還包括:記錄模塊，用于記錄所述應(yīng)用的工作負(fù)載的模式概述和實際的模式轉(zhuǎn)換的歷史數(shù)據(jù)；其中，所述工作負(fù)載的模式概述包含所述每一個識別出的工作負(fù)載模式的模式ID和所述每一個識別出的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的描述信息。
[0044]結(jié)合第二方面的第一種可能的實施方式和第二方面的第二種可能的實施方式，在第二方面的第三種可能的實施方式中，所述識別模塊，具體用于獲取所述應(yīng)用的工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)；將所述應(yīng)用的實際的工作負(fù)載的歷史數(shù)據(jù)分為K個聚類；給所述K個聚類中的每個聚類分配一個標(biāo)識作為模式ID，所述K個聚類與應(yīng)用的K個工作負(fù)載模式一一對應(yīng)；確定所述應(yīng)用的每一個工作負(fù)載模式的工作負(fù)載取值范圍；根據(jù)允許的服務(wù)等級協(xié)議SLA違反率為每個所述模式ID對應(yīng)的工作負(fù)載模式確定代表性工作負(fù)載。
[0045]結(jié)合第二方面的第三種可能的實施方式，在第二方面的第四種可能的實施方式中，所述識別模塊，還用于根據(jù)資源增加所需要的時間對所述K個工作負(fù)載模式進(jìn)行合并處理。
[0046]結(jié)合第二方面至第二方面的第四種可能的實施方式中的任一項，在第二方面的第五種可能的實施方式中，所述工作負(fù)載取值范圍為所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的所有采樣時刻的工作負(fù)載取值中的最大值和最小值，則所述第一確定模塊，具體用于確定當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載大于所述最大值，或者小于所述最小值；或
[0047]所述工作負(fù)載取值范圍為所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的所有采樣時刻的工作負(fù)載取值的平均值以及對應(yīng)的閾值，則所述第一確定模塊，具體用于計算所述當(dāng)前采樣時刻的實際工作負(fù)載與所述平均值的差值的絕對值，確定所述絕對值超出所述閾值；其中，所述對應(yīng)的閾值為所述當(dāng)前采樣時刻之前所述應(yīng)用實際的工作負(fù)載模式的模式ID對應(yīng)的各采樣時刻的工作負(fù)載取值與所述平均值的最大差值。
[0048]結(jié)合第二方面至第二方面的第五種可能的實施方式中的任一項，在第二方面的第六種可能的實施方式中，所述第