System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于预测的多目标虚拟机整合方法技术_技高网

一种基于预测的多目标虚拟机整合方法技术

技术编号:43873052 阅读:9 留言:0更新日期:2024-12-31 18:57
一种基于预测的多目标虚拟机整合方法属于互联网云计算应用领域,解决了现有方法无法准确预测虚拟机未来资源使用情况以及对多个目标同时进行优化的问题。本发明专利技术使用一种Auto‑Regressive Integrated Moving Average(ARIMA)和Support vector regression(SVR)混合的方法对VM未来的资源使用情况进行预测,并利用第二代非优势排序遗传(Non‑dominated sorting genetic II algorithm,NSGA‑II)算法同时最小化能耗、性能下降、迁移成本和资源浪费。基于预测的多目标优化的结果对虚拟机整合做出决策,使得虚拟机整合具有良好的时效性和实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及互联网云计算领域的应用,具体涉及一种基于预测的多目标虚拟机整合方法


技术介绍

1、虚拟机(virtual machine,vm)整合旨在在最少数量的物理机(physicalmachine,pm)上运行vm。vm整合可以显著降低应用程序中的能耗、提高应用的服务质量(quality of service,qos)和系统的资源利用率。然而,云上的负载是不稳定的、高度可变的,如果以负载的当前状态进行vm整合,整合结果可能很快就失效。基于利用率预测的vm整合使整合决策具有时效性,从而更好地优化系统和应用的性能目标。另一方面,数据中心的服务提供商(service provider,sp)和不同用户可能有着不同的利益,因此在进行vm整合时,需要同时对多个不同的目标进行优化。一些研究方法试图预测云环境的资源需求。[1]使用灰色(gray)模型预测主机的cpu和内存使用,灰色模型不需要大量的训练数据。然而,它无法保证对频繁波动的工作负载进行准确预测。[2]利用基于灰色马尔可夫(gray-markov,g-m)的模型预测资源的未来使用。[3]使用离散时间马尔可夫链(discrete-timemarkov chain,dtmc)模型来预测未来的资源使用情况。它提出了一种多目标vm放置方法,通过利用基于ε-优势的多目标人工蜂群(ε-moabc)算法来搜索vm放置问题的最优解。还有一些研究使用机器学习(machine learning,ml)技术来预测资源使用情况。[4]提出了云数据中心中的主机状态朴素贝叶斯预测(host states naive bayesian prediction,hsnbp)模型。hsnbp模型可以使用朴素贝叶斯(naive bayesian,nb)分类器预测过载主机。[5]提出了一种用于预测工作负载的arima模型。由于实现简单,lr被用于在许多研究中估计未来的资源使用情况。[6-9]采用lr方法预测cpu使用率。然而,lr技术只考虑时间序列数据中的线性特征。资源需求数据与时间之间的关系更符合曲线关系。在[10]中,作者用k近邻回归(k-nearest neighbor regressionk,knnr)代替了lr。为了避免不必要的vm迁移,[11]提出了一种基于贝叶斯网络的实时vm迁移估计模型。[12]提出了一种自导引的负载预测方法(sdwf)。sdwf利用多层神经网络(multilayer neural network,mnn)来学习历史数据并预测下一个工作负载值。[13]提出了一种多资源前馈神经网络(multi-resource feed-forward neural network,mr-fnn),用于同时预测多种资源需求。mr-fnn使用差分进化算法来增强其学习和预测能力。[14]采用svr(support vector regression)来预测多属性主机资源的未来使用情况。它应用序列最小优化(sequential minimal optimization,smo)算法来训练svr模型。[15]提出了一种基于强化学习(reinforcement learning,rl)机制和模糊逻辑(fuzzy logic,fl)的云资源分配框架;

2、本专利技术提出了一种基于预测的多目标vm整合方法,该方法使用一种auto-regressive integrated moving average(arima)和svr混合的方法对vm未来的资源使用情况进行预测,然后基于预测值进行vm整合。该方法能够准确预测vm未来的资源使用,还能同时最小化能耗、性能下降、迁移成本和资源浪费,这使得本专利技术提出的vm整合方法具有良好时效性和实际应用价值;

3、参考文献

4、[1]j.jheng,f.tseng,h.chao,li-der chou,“a novel vm workload predictionusing greyforecasting model in cloud data center”,presented at the2014int.conf.inf.net.,phuket,

5、th,feb.10-12,2014.

6、[2]sun-yuan hsieh et al.,“utilization-prediction-aware virtualmachine consolidation approachfor energy-efficient cloud data centers”,jparallel distr com,vol.139,pp.99-109,

7、may.2020.doi:10.1016/j.jpdc.2019.12.014.

8、[3]monireh h.sayadnavard et al.,“a multi-objective approach forenergy-efficientand reliabledynamic vm consolidation in cloud data centers”,eng sci technol,vol.26,feb.2021.

9、doi:10.1016/j.jestch.2021.04.014.

10、[4]li l,dong j,zuo d,liu j,“sla-aware and energy-efficient vmconsolidation in clouddata centers using host states naive bayesianprediction model”,presented at the 2018

11、ieee.int.conf.ubiq.comp.,melbourne,vc,aus,dec.11-13,2018.

12、[5]calheiros r n et al.,“workload prediction using arima model andits impact on cloudapplications'qos”,ieee t cloud comput,vol.3,no.4,pp.449-458 aug.2015.

13、doi:10.1109/tcc.2014.2350475.

14、[6]f.farahnakian,p.liljeberg,j.plosila,“lircup:linear regressionbased cpu usage predictionalgorithm for live migration ofvirtual machines indata centers”,presented at the 2013 euro.

15、conf.soft.eng.adv.appl.,santander,cantabria,es,sep.4-6,2013.

16、[7]farahnakian,f.et al.,“using ant colony syste本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于预测的多目标的虚拟机整合方法,包含以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于预测的多目标的虚拟机整合方法,其特征在于,所述步骤2.2、2.3和2.9中的ARIMA模型的表示为:yt=α0+β1yt-1+β2yt-2+…+βpyt-p+∈t-α1∈t-1-α2∈t-2-…-αq∈t-q,其中,βi(i=1,2,…,p)是滞后p时的AR系数,αi(i=0,1,…,q)是滞后q时的MA系数,∈t是周期t的预测误差,yt是实际值,整数p和q是模型的阶数。

3.根据权利要求1所述的多目标的虚拟机整合方法,其特征在于,所述步骤2.4-2.7中的SVR模型表示为:其中,和αi是拉格朗日乘子,k(x,xi)是核函数,b是一个偏差。

4.根据权利要求1所述的基于预测的多目标的虚拟机整合方法,其特征在于,所述步骤2.6)中的SMO表示为:

【技术特征摘要】

1.一种基于预测的多目标的虚拟机整合方法,包含以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于预测的多目标的虚拟机整合方法,其特征在于,所述步骤2.2、2.3和2.9中的arima模型的表示为:yt=α0+β1yt-1+β2yt-2+…+βpyt-p+∈t-α1∈t-1-α2∈t-2-…-αq∈t-q,其中,βi(i=1,2,…,p)是滞后p时的ar系数,αi(i=0,1,…,q)...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘霞林胡纪元
申请(专利权)人:西安邮电大学
类型:发明
国别省市:

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