一种基于成本的混合云资源利用和分配评估方法

摘要

一种基于成本的混合云资源利用和分配评估方法，通过采集业务所属物理资源与虚拟资源的基础运行数据，采用数学建模的方法来分析历史数据，基于对业务所需QoS(Quality of Service,服务质量)建模定性，依据所得数值评估公有云/专有云服务提供商所提供的云服务；本发明提出了一套适合在混合云架构下业务部署时对资源利用与分配的方法，该方法通过监控业务运行服务质量(QoS)分析来选择混合云的资源利用与分配，可以保证业务在不同云环境资源下的稳定运营。为企业向混合云架构变革时提供业务迁移的评判标准，在安全运营的前提下，提高企业IT在混合云架构的资源利用率，降低企业IT的投资成本。

说明书

技术领域

本发明属于云计算利用方法，尤其是混合云资源利用和分配评估方法技术领域。

背景技术

美国国家标准技术研究院(NIST)对混合云的定义是：云基础架构是由两个或者两个以上的云组成，这些云保持着唯一的实体但是通过标准或者特有的技术结合在一起。这些技术使得数据或者应用程序具有可移植性。

企业IT的发展一般从改造企业内部的IT架构入手，先利用虚拟化技术对IT架构进行改造，然后再慢慢向私有云过渡。另一方面，随着互联网企业的快速发展，公有云的各种技术与安全性也日渐成熟，企业对公有云的认知度和被采纳程度也逐渐走高。得益于私有云、公有云的齐头并进，混合云架构也开始真正能够给企业IT带来实在的效益。

大部分的企业经过几年甚至几十年的积累，已经拥有了一套比较成熟的IT体系，尽管某些IT系统可能存在这样或那样的问题，不过也正因为如此，才需要依照云计算的目标进行改造和完善。但企业不可能因为公有云带来的成本效益而完全抛弃原有的IT架构。对于这些企业来说，把全部业务都迁移至公有云或专有云不现实，实施循序渐进的混合云变革才是一种比较积极而又稳妥的方式。

在企业IT架构向混合云架构迁移时，经常需要对公有云或外部专有云进行架构与资源的评估，需要根据企业私有云业务如CPU、内存、存储空间、带宽、IO存储率、故障、资源费用等历史运行数据来判定业务迁移至公有云的运营健康度，同时也作为在甄选公有云服务提供商所提供云服务的依据。但目前没有一个行之有效的方法来判定企业私有云与公有云/专有云之间的资源对比关系，以及如何保证在企业在变革成混合云架构后，企业私有云与公有云/专有云双方有合理的资源利用与资源分配，实现企业IT在变革成混合云架构后的效益最大化。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提出了一套适合在混合云架构下业务部署时对资源利用与分配的方法，该方法通过监控业务运行服务质量(QoS)分析来选择混合云的资源利用与分配，可以保证业务在不同云环境资源下的稳定运营。为企业向混合云架构变革时提供业务迁移的评判标准，在安全运营的前提下，提高企业IT在混合云架构的资源利用率，降低企业IT的投资成本。

本发明是一种基于成本的混合云资源利用与分配的评估方法，通过采集业务所属物理资源与虚拟资源的基础运行数据，采用数学建模的方法来分析历史数据。通过对业务所需QoS(Quality of Service,服务质量)建模定性，依据所得数值评估公有云/专有云服务提供商所提供的云服务，当公有云/专有云所提供云服务评估资源环境QoS＜私有云资源环境QoS时，则业务不适合迁移至公有云，仍保留在私有云内部；在两端所得值相等的情况下，再评估私有云业务所需资源的使用费用与公有云云服务租赁费用，当公有云云服务租赁费用≥私有云业务资源使用费用时，则业务仍不适合迁移至公有云，建议保留在私有云内部；只有当公有云云服务租赁费用＜私有云业务资源使用费用时，且业务所需资源QoS在私有云资源环境≤公有云资源环境时，业务混合云架构部署可行性成立，建议业务迁移至公有云/专有云。

本发明是通过下列技术方案来实现的:

一种基于成本的混合云资源利用与分配的评估方法，本发明特征在于，步骤如下：

1)定义业务所需QoS与资源环境的关系；

业务的资源需求用QoS(Quality of Service,服务质量)进行描述，例如：

完成时间：用户提交的任务希望尽可能短的时间里完成，如一些实时性要求较高的业务；

可靠性：用户提交的任务希望能有稳定可靠性能，如云存储等业务；

并发任务数：多个用户提交的任务数；

费用：由于公有云是一种服务，企业需要付费使用，因此费用的高低也是企业考虑的一个重要因素；

业务的资源需求是多样的，有可能是多种QoS参数的集合，可以由企业按实际业务情况自己定义；资源参数也可以由多个参数来表述，这些参数包括性能特征如CPU、内存、存储空间、带宽、IO存储率、故障、资源、运维费用等，以主机资源的CPU、内存、存储、带宽、费用五个特征(实际上可以选取多于五个特征)为例；业务QoS需求与虚拟机性能之间的映射是多样的，这种映射可以通过人工来完成，也可以通过给定的算法自动完成；

2)对比资源权重

结合业务历史运营数据、业务需求QoS与资源参数的映射可得到私有云业务健康运行所必须的资源(比如多个Core的CPU和多个G的内存)，建立业务健康运营基线；

计算私有云业务健康度基线值PrV＝[PrV1+PrV2+PrV3+PrV4]，其中PrV1～PrV4仍以CPU、内存、存储、带宽四个特征为例；

接相同资源规格考察公有云/专有云服务提供商的软件件资源环境，计算公有云业务健康度基线值PuV＝[PuV1+PuV2+PuV3+PuV4]，其中PuV1～PuV4仍以CPU、内存、存储、带宽四个特征为例；

由于公有云硬件环境与私有云硬件环境之间存在差异，因此需要计算不同资源池之间的偏差，以对比各特征之间的偏差值从0.1～1为例；

私有云业务健康度基线值

PrV＝[0.3(PrV1)+0.6(PrV2)+0.8(PrV3)+0.5(PrV4)]＝2.3

公有云业务健康度基线值

GPuV＝[0.7(PuV1)+0.4(PuV2)+0.2(PuV3)+0.5(PuV4)]＝1.8

在相同数量/不同资源规格配置下，公有云业务健康基线值低于私有云业务健康度基线值时，需要增加购卖公有云资源数量，直至双方业务健康度基线值趋于相等；如公有云资源规格无法通过增加数量满足私有云资源规格时，则业务判定不能迁移至混合云架构；

3)对比业务资源分配效益

评估业务在私有云健康度基线值时所占用的软硬件资源使用费用情况，按5年折旧率计算；私有云虚拟机使用费用(PrC)＝[虚拟机资源/物理机资源]X物理机资源采购价格/5年

评估相同健康度基线值(PrC＝PuC)下公有云资源的租赁费用；

公有云虚拟机使用费用(PuC)＝[(PuV1*单价)+(PuVn*单价)]

当PrC＞PuC时，混合云架构部署可行性成立，计算业务资源对比效益；

当PrC≤PuC时，混合云架构部署可行性不成立，业务更适合放在私有云内。

本发明的有益效果是：

针对企业在规划部署混合云，很多时候企业并不知道什么业务适合放在公有云，什么业务只能留在私有云。无法通过量化的标准工具完成混合云架构下的业务部署。同样也无法判定私有云的业务迁移至公有云/专有云需要购买多少云资源才能够满足业务的健康运行。业务在变革成混合云架构后，到底能给企业带来多大的效益。通过混合云资源利用与分配的评估方法，企业可以在规划混合云时，简单清晰地了解本地私有云业务在变革成混合云架构时所面临的问题，量化本地私有云资源与公有云资源的匹配关系，为企业IT从私有云晋升成混合云时提供积极而又相对安全的方法，精准衡量企业IT混合云架构的资源利用率，降低企业IT的投资成本。

下面结合实例进一步阐述本发明内容。

具体实施方式

本发明是一种基于成本的混合云资源利用与分配的评估方法，通过采集业务所属物理资源与虚拟资源的基础运行数据，采用数学建模的方法来分析历史数据。通过对业务所需QoS(Quality of Service,服务质量)建模定性，依据所得数值评估公有云/专有云服务提供商所提供的云服务，当公有云/专有云所提供云服务评估资源环境QoS＜私有云资源环境QoS时， 则业务不适合迁移至公有云，仍保留在私有云内部；在两端所得值相等的情况下，再评估私有云业务所需资源的使用费用与公有云云服务租赁费用，当公有云云服务租赁费用≥私有云业务资源使用费用时，则业务仍不适合迁移至公有云，建议保留在私有云内部；只有当公有云云服务租赁费用＜私有云业务资源使用费用时，且业务所需资源QoS在私有云资源环境≤公有云资源环境时，业务混合云架构部署可行性成立，建议业务迁移至公有云/专有云。

其方法是：

1)定义业务所需QoS与资源环境的关系。

业务的资源需求可以用QoS(Quality of Service,服务质量)进行描述，例如：

完成时间：用户提交的任务希望尽可能短的时间里完成，如一些实时性要求较高的业务。

可靠性：用户提交的任务希望能有稳定可靠性能，如云存储等业务。

并发任务数：多个用户提交的任务数。

费用：由于公有云是一种服务，企业需要付费使用，因此费用的高低也是企业考虑的一个重要因素。

业务的资源需求是多样的，有可能是多种QoS参数的集合，可以由企业按实际业务情况自己定义。资源参数也可以由多个参数来表述，这些参数包括性能特征如CPU、内存、存储空间、带宽、IO存储率、故障、资源费用等，以主机资源的CPU、内存、存储、带宽、费用五个特征(实际上可以选取多于五个特征)为例。业务QoS需求与虚拟机性能之间的映射是多样的，这种映射可以通过人工来完成，也可以通过给定的算法自动完成。

2)对比资源权重

结合业务历史运营数据、业务需求QoS与资源参数的映射可得到私有云业务健康运行所必须的资源(比如多个Core的CPU和多个G的内存)，建立业务健康运营基线。

计算私有云业务健康度基线值PrV＝[PrV1+PrVn]，其中PrV1～PrVn代表CPU、内存、存储、带宽等各特征。

接相同资源规格考察公有云/专有云服务提供商的软件件资源环境，计算公有云业务健康度基线值PuV＝[PuV1+PuVn]，其中PuV1～PuVn表示CPU、内存、存储、带宽等各特征。

由于公有云硬件环境与私有云硬件环境之间存在差异，因此需要计算不同资源池之间的偏差，以对比各特征之间的偏差值从0.1～1为例。

在相同数量/不同资源规格配置下，公有云业务健康基线值低于私有云业务健康度基线值时，需要增加购卖公有云资源数量，直至双方业务健康度基线值趋于相等；如公有云资源规格无法通过增加数量满足私有云资源规格时，则业务判定不能迁移至混合云架构。

3)对比业务资源分配效益

评估业务在私有云健康度基线值时所占用的软硬件资源使用费用情况，按5年折旧率计算。私有云虚拟机使用费用(PrC)＝[虚拟机资源/物理机资源]X物理机资源采购价格/5年

评估相同健康度基线值(PrC＝PuC)下公有云资源的租赁费用。

公有云虚拟机使用费用(PuC)＝[(PuV1*单价)+(PuVn*单价)]

当PrC＞PuC时，混合云架构部署可行性成立，计算业务资源对比效益。

当PrC≤PuC时，混合云架构部署可行性不成立，业务更适合放在私有云内。