用于控制资源的系统、控制模式生成装置、控制装置、用于控制资源的方法和程序

摘要

为了向在虚拟数据中心中操作的虚拟系统高效地分配资源，这一资源控制系统具有：控制模式生成装置，该控制模式生成装置从通过对在虚拟数据中心中被操作的虚拟系统的网元和服务器的行为建模而生成的虚拟系统模型以及从定义用于对虚拟系统的资源分配的改变策略的资源分配改变策略生成多个控制模式，该多个控制模式充当用于虚拟系统的网络资源和服务器资源的控制指令的候选；以及控制装置，该控制装置使用多个控制模式来预测服务水平，并且基于预测结果从多个控制模式之中选择和应用满足虚拟系统的服务水平并且满足规定的选择标准的控制模式。

说明书

[相关申请的交叉引用]

本申请基于通过引用而将其公开内容完全结合于此、提交于2013 年2月1日的第2013-018202号日本专利申请并且要求该日本专利申 请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于控制资源的系统、用于生成控制模式的装 置、控制装置、用于控制资源的方法和程序。更具体地，本发明涉及 一种用于控制资源的系统、用于生成控制模式的装置、控制装置、用 于控制资源的方法和程序，其中对向在虚拟数据中心上操作的虚拟系 统分配的资源执行控制。

背景技术

在云平台(比如IaaS(构架即服务))中，用于用户的多个虚拟 数据中心(下文被称为vDC)驻留在一起，也就是说，虚拟数据中心 被运行为它们共享云平台上的物理资源，并且多种虚拟系统(比如用 于分发动画图片的系统或者Web服务器)在vDC上被运行。

这些虚拟系统的使用状态随时间改变。因此，已知一种使服务器 资源(比如虚拟CPU(中央处理单元))或者存储器的分配数量实时 改变以跟上改变的使用状态的自治控制技术。

专利文献1示出了一种用于代理资源的系统，其中用于向相应资 源节点分配的服务的优先级水平被关联地设置用于资源节点，并且其 中为相应资源节点而设置的优先级水平随着由节点表现的相应服务 的处理时间流逝而被更新到更高水平。如果没有将向新服务分配的空 闲资源节点，则向服务已经被分配到的第一资源节点和第二资源节点 之一分配的服务被改变成新服务，假设其服务已经因此改变成新服务 的资源节点具有比其它资源节点更低的如更新的优先级水平。

专利文献2示出了一种通信服务控制系统，其中传输优先级水平 和掉话率被合成在一起以区分用于实施通信服务质量水平的多个类 的服务水平。在专利文献2中陈述了通信服务控制系统包括基于传输 优先级水平控制通过网络的信息传输的传输控制装置、用于资源的管 理装置和接纳控制装置。用于资源的管理装置使得资源量的阈值被存 储于存储器中，在该存储器中，阈值与用于利用通信服务的请求的预 设的多个接纳优先级水平的值相关。更具体而言，在存储器中存储的 阈值随着预设的多个接纳优先级水平的值更高而变得更大。如果产生 有用于利用通信服务的请求，则接纳控制装置通过用于兴趣通信服务 的链接将请求的资源的使用量求和成资源的当前使用量。接纳控制装 置然后从存储器读取出与用于使用有关资源的请求的接纳优先级水 平对应的资源量的阈值并且比较这样读取出的阈值与资源的使用量 之和。如果资源的使用量之和不大于阈值，则接纳控制装置接纳使用 请求。否则，接纳控制装置拒绝使用请求。据悉，如果具有公开的通 信服务控制系统，则可以接纳的残留资源量的标准或者基准根据接纳 优先级水平而对于相同传输优先级水平的通信服务有所变化、以区分 具有相同传输优先级水平的通信服务的通信质量水平。也据悉，通过 这样做，可以在从基于传输优先级水平的传输控制与基于接纳优先级 水平的接纳控制的组合而产生的多个通信质量水平提供通信服务。

专利文献3示出了一种考虑分布式工作流程系统中的资源共享的 影响的分布式工作流程仿真系统，该分布式工作流程系统管理多个工 作流程执行单元的业务处理流程。

非专利文献1、2介绍了一种支持网络资源的动态控制的被称为 开流(OpenFlow)的技术。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP Patent 4557949

专利文献2：JP Patent 4627461

专利文献3：JP Patent 4872702

非专利文献1：Nick McKeown and seven others,“OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks”,[在线],[检索于平成(2013 年)1月9日],因特网 <URL:http:/www.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf>

非专利文献2：“OpenFlow Switch Specification”Version 1.3.1 (Wire Protocol 0x04),[在线],[检索于平成(2013年)1月9日],因特 网<URL: http://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/specification/openflow-spec-v1.3.1.pdf>

发明内容

技术问题

以下分析由本发明给出。在以上提到的虚拟数据中心上操作的虚 拟系统中，有对于这样的控制的需求，该控制在维持服务性能水平时 将资源消耗量减少成尽可能小的值。为此，判决将在什么时间和按照 什么量分配服务器资源和网络资源以及反映判决的结果已经成为要 求。

就这一点而言，以上提到的专利文献1、2面临如下缺点，即这 样希望的结果如果它们在为vDC上的虚拟系统分配资源时被使用则 可能未必被获得。例如，在根据专利文献1的用于代理资源的系统中， 有可能向资源节点分配资源，然而，网络资源未被考虑。在另一方面， 在专利文献2的通信服务控制系统中，有可能优化网络资源，然而， 服务器资源未被考虑。

本发明的目的是提供一种用于控制资源的系统、用于生成控制模 式的装置、控制装置、用于控制资源的方法和程序，其中有可能贡献 于向在虚拟数据中心上操作的虚拟系统更高效地分配资源。

对问题的解决方案

在第一方面中，提供了一种用于控制资源的系统，该系统包括： 控制模式生成装置，用于从通过对在虚拟数据中心上操作的虚拟系统 的网元和服务器的行为建模而产生的虚拟系统模型以及从规定对虚 拟系统的资源分配的一个或者多个改变策略的资源分配改变策略生 成多个控制模式，控制模式结果是用于对虚拟系统的网络资源和服务 器资源的控制命令的候选；以及控制装置，用于利用控制模式来执行 对服务水平的预测，利用预测的结果，从多个控制模式之中选择满足 虚拟系统的服务水平并且也满足用于选择的预设标准或者基准的控 制模式，并且使用选择的控制模式。

在第二方面中，提供了一种控制模式生成装置，该控制模式生成 装置用于从通过对在虚拟数据中心上操作的虚拟系统的网元和服务 器的行为建模而产生的虚拟系统模型以及从规定对虚拟系统的资源 分配的一个或者多个改变策略的资源分配改变策略生成多个控制模 式，控制模式结果是用于对虚拟系统的网络资源和服务器资源的控制 命令的候选。

在第三方面中，提供了一种控制装置，该控制装置使用多个控制 模式来执行对服务水平的预测，控制模式结果是用于对虚拟系统的网 络资源和服务器资源的控制命令的候选，利用预测的结果从多个控制 模式之中选择满足虚拟系统的服务水平并且也满足用于选择的预设 标准或者基准的控制模式，并且使用选择的控制模式。

在第四方面中，提供了一种用于控制资源的方法，该方法包括以 下步骤：从通过对在虚拟数据中心上操作的虚拟系统的网元和服务器 的进行建模而产生的虚拟系统模型以及从规定对虚拟系统的资源分 配的一个或者多个改变策略的资源分配改变策略生成多个控制模式， 控制模式结果是用于对虚拟系统的网络资源和服务器资源的控制命 令的候选；利用多个控制模式来执行对服务水平的预测；利用预测的 结果从多个控制模式之中选择满足虚拟系统的服务水平并且也满足 用于选择的预设标准或者基准的控制模式；以及使用选择的控制模 式。本方法与特定机器绑定，该机器是一种用于控制资源的系统，该 系统控制对在虚拟数据中心上操作的虚拟系统分配的资源。

在第五方面中，提供了一种使构成用于控制资源的系统的计算机 执行以下处理的程序：从通过对在虚拟数据中心上操作的虚拟系统的 网元和服务器的行为建模而产生的虚拟系统模型以及从规定对虚拟 系统的资源分配的一个或者多个改变策略的资源分配改变策略生成 多个控制模式，控制模式结果是用于对虚拟系统的网络资源和服务器 资源的控制命令的候选；以及利用多个控制模式来执行对服务水平的 预测；利用预测的结果从多个控制模式之中选择满足虚拟系统的服务 水平并且也满足用于选择的预设标准或者基准的控制模式；以及使用 选择的控制模式。本程序可以被记录在计算机可读(非瞬态)记录介 质上。也就是说，本发明可以被实施为一种计算机程序产品。

本发明的有利效果

根据本发明，可以向在虚拟数据中心上操作的虚拟系统高效地分 配资源。

附图说明

图1是示出了根据本发明的一个示例性实施例的配置的示意图。

图2是示出了根据本发明的示例性实施例1的系统配置的示意 图。

图3是示出了根据本发明的示例性实施例1的具体配置的功能框 图。

图4是示出了在虚拟数据中心(vDC)上操作的示例虚拟系统的 示意图。

图5是示出了根据本发明的示例性实施例1的用于控制资源的系 统的操作(控制模式的生成处理)的流程图。

图6是示出了根据本发明的示例性实施例1的用于控制资源的系 统的操作(自治控制)的流程图。

图7是示出了在虚拟数据中心(vDC)上操作的虚拟系统的监视 信息的示例的列表图。

图8是示出了图4的虚拟系统的图形。

图9是示出了图8中所示的虚拟系统的构造信息的示意图。

图10是示出了根据本发明的示例性实施例1的由用于控制资源 的系统生成的用于预测的等式的示例的列表图。

图11是示出了根据本发明的示例性实施例1的由用于控制资源 的系统生成的示例系统模型的示意图。

图12示出了两个示例资源分配策略。

图13是示出了与图12的资源分配策略对应的用于匹配的资源分 配改变策略的示意图。

图14是示出了在将图12的资源分配改变策略(改变负载平衡器) 应用于图11的虚拟系统模型时获得的控制模式的示意图。

图15是示出了图14的控制模式的图形。

图16是示出了在将图12的资源分配改变策略(添加用于DB的 服务器资源)应用于图11的虚拟系统模型时获得的控制模式的示意 图。

图17是继续图16的示意图。

图18是示出了图16和图17的控制模式的图形。

图19是示出了其它示例资源分配改变策略的图形。

图20是示出了更多示例资源分配改变策略的图形。

图21是示出了使用图14、图16和17中所示的控制模式而产生 的示例仿真结果的列表图。

图22是示出了在虚拟数据中心(vDC)上操作的虚拟系统的示 例服务水平指派的列表图。

图23是示出了已经评估(选择)的控制模式的列表图。

图24是示出了用于举例说明控制模式选择的另一虚拟系统的图 形。

图25是示出了用于适用于图24中所示的虚拟系统的资源分配改 变策略的候选的图形。

图26是用于图示使用图25的资源分配改变策略而生成的控制模 式和选择的候选而进行的仿真的结果的示意图。

具体实施方式

初始地，将参照附图描述本发明的一个示例性实施例的概要。应 当注意，在发明内容中录入用于引用附图的符号仅作为示例以辅助理 解而并非旨在于使本发明限于所示的实施方式。

本发明的优选形式可以由如图1中所示被配置用于产生多个控制 模式的控制模式生成装置11和被配置用于使用从控制模式之中选择 的控制模式来控制虚拟系统的控制装置12实施。控制模式将用于变 成对虚拟系统的网络资源和服务器资源的控制命令的候选。

更具体地，控制模式生成装置11从虚拟系统模型并且从对虚拟 系统的资源分配的改变策略生成多个控制模式。虚拟系统模型已经通 过对在虚拟数据中心上操作的虚拟系统的网元和服务器的行为建模 而被生成。控制模式将用于变成对虚拟系统的网络资源和服务器资源 的控制命令的候选。

控制装置12使用以上提到的多个控制模式来预测服务水平。然 后，基于预测的结果，控制装置选择和应用多个控制模式中的将满足 虚拟系统的服务水平以及满足预设标准或者基准的控制模式。

作为预测标准或者基准，可以使用可以造成使用将使网络资源以 及服务器资源的消耗量最小化的控制模式的预设标准或者基准，在该 情况下，有关虚拟系统的资源的使用量可以被最小化。这可以造成可 以向其它虚拟数据中心(vDC)或者其它虚拟系统分配的资源量增加。

以上提到的预设标准或者基准不限于将造成使用所用资源的最 小消耗量的标准或者基准。例如，可以选择将造成在考虑资源的全局 紧张状态时服务器资源或者网络资源中优先级水平更高者的消耗量 减少的控制模式。也可以选择将在考虑统计上估计的服务需求或者网 络流量时跟上在某个将来时间的预期状态的控制模式。

因此，以上描述的本发明的优选形式可以支持网络和服务器资源 的最优分配。此外，本发明的优选形式支持减少虚拟数据中心(vDC) 上的虚拟系统的管理成本。原因在于由于可以自动地控制服务器资源 和网络资源的分配的量，所以有可能减少管理操作者的工作量。

[示例性实施例1]

现在将参照附图具体描述本发明的示例性实施例1。图2示出了 本发明的示例性实施例1的系统配置。参照图2，示出了如下配置， 该配置包括在云平台上共同驻留的多个虚拟数据中心400、被配置用 于向虚拟数据中心400上的虚拟系统分配资源的虚拟资源管理单元 300和用于在通过网络互连的状态中控制资源100的系统。

图3描绘了如下框图，该框图示出了本发明的示例示例1的具体 配置。虚拟数据中心(vDC)400向虚拟数据中心的多个用户提供由 虚拟装置和虚拟服务器的虚拟系统。

图4示出了虚拟数据中心(vDC)400可以对于虚拟数据中心用 户而提供的示例虚拟系统。在图4的示例中，示出了如下配置，该配 置包括控制在因特网与虚拟系统之间的通信的防火墙、从因特网侧向 多个Web服务器、应用服务器和数据库服务器(DB服务器)分布接 入的负载平衡器。应用服务器和DB服务器响应于来自Web服务器的 请求而呈现服务。应当注意，这些单元无需物理地独立而可以由一个 或者多个虚拟实体构造。例如，Web服务器、应用服务器或者DB服 务器可以是由服务器虚拟化技术构造的虚拟服务器。在另一方面。负 载平衡器或者防火墙可以根据非专利文献1、2由一个或者多个特定 交换机实施，假设该一个或者多个交换机被配置用于如同防火墙或者 负载平衡器那样操作。

虚拟资源管理单元300执行管理向虚拟数据中心400上的虚拟系 统分配的资源量或者监视虚拟系统的使用状态的功能。具体而言，虚 拟资源管理单元300包括虚拟服务器资源管理装置301、虚拟网络资 源管理装置302和虚拟数据中心(vDC)监视装置303。虚拟服务器 资源管理装置301管理虚拟服务器(比如以上提到的Web服务器)、 应用服务器或者DB服务器的资源，并且虚拟网络资源管理装置302 管理网络资源。vDC监视装置303按照预设时间间隔向vDC监视信 息存储器304输出虚拟系统的使用状态以提供用于虚拟系统的监视功 能。

用于控制资源的系统100包括控制模式生成装置110和自治控制 装置120，并且提供生成控制模式(这些控制模式将结果是用于控制 命令的候选)的功能以及选择一个控制模式(该控制模式跟上寻系统 的操作状态)的功能以便通过虚拟资源管理单元改变资源的分配。

vDC构造存储器201存储在被配置为由用于控制资源的系统100 控制的虚拟数据中心(vDC)上操作的虚拟系统的构造信息。例如在 图7和图8中示出了构造信息。

资源分配改变策略存储器203存储可以应用于虚拟系统的部件的 资源分配改变策略。例如参见图13、图15和图16。附带提一点，在 资源分配改变策略中设置控制所需要的、对附加资源进行量化的资源 消耗值。例如，参见图14的资源消耗量的字段。

控制模式生成装置110包括预测等式生成装置111、模型生成装 置112和控制模式推导装置113。

预测等式生成装置111从在vDC构造存储器201中存储的虚拟系 统的构造信息取出被预测的部件(比如虚拟系统的虚拟装置或者虚拟 服务器)的部件信息。预测等式生成装置然后在向相应部件分配的资 源的量改变之后生成从其发现处理时间的预测等式。可以基于每个虚 拟装置或者虚拟服务器的每单位请求的实际处理时间和用于已经分 配的资源量的监视信息利用多变量统计生成预测等式。作为预测的结 果的处理时间可以通过录入在预测的时间预期的并发处理请求数目 以及分配的资源的量而被获得。

模型生成装置112将预测等式合成到在vDC构造存储器201中存 储的虚拟系统的构造信息中以生成虚拟系统模型，该虚拟系统模型是 在虚拟数据中心(vDC)内操作的虚拟系统的行为的抽象化。

控制模式推导装置113选择可以应用于虚拟系统模型的资源分配 改变策略并且将资源分配改变策略合成到系统模型以生成多个控制 模式，这些控制模式可以结果是控制命令的内容的候选。控制模式推 导装置113存储在控制模式存储器101中生成的控制模式。

自治控制装置120包括仿真执行装置121、控制模式评估装置122 和控制模式实行装置123。自治控制装置从控制模式、用于虚拟数据 中心(vDC)上的虚拟系统的监视信息和从虚拟系统的服务水平信息 选择用于服务器资源和网络资源的最优控制模式，并且应用或者实行 这样选择的最优控制模式。可以如必需的那样向控制模式追加涉及资 源消耗量的信息。

仿真执行装置121从控制模式存储器101取出被仿真的虚拟系统 的控制模式，并且录入vDC监视信息的内容以对相应的控制模式的 行为仿真以预测平均处理时间。在仿真结果存储器124中存储仿真的 结果。

控制模式评估装置122使用预设控制模式选择规则从由仿真执行 装置121预测的相应的控制模式之中选择待应用或者实行的控制模 式。在本示例性实施例中，假设设置有控制模式选择规则，该控制模 式选择规则规定将选择这样的控制模式，平均处理时间将满足在服务 水平存储器202中存储的服务水平并且资源消耗量将最小。在评估的 控制模式存储器125中存储控制模式评估装置122的评估结果。

控制模式实行装置123将由控制模式评估装置122选择的控制模 式化解成服务器资源控制命令和网络资源控制命令，并且向虚拟资源 管理单元300通知该化解以便改变资源的分配。

应当注意，图1中所示的用于控制资源的系统的相应的部分(处 理装置)可以由计算机程序实施，该计算机程序使得用于控制资源的 系统的计算机使用计算机硬件来执行以上提到的处理操作。也应当注 意，被表达为‘装置’的部件也可以被表达为‘构件’或者‘单元’以表示硬 件的单元、计算机程序的部件部分的单元或者系统部件单元。

现在将参照附图具体描述本示例性实施例的操作。初始地，将通 过参照图5的流程图来说明根据示例性实施例1的用于控制资源的系 统生成控制模式的处理

[生成控制模式的处理]

图5描绘了如下流程图，该流程图示出了本发明的示例性实施例 1的用于控制资源的系统的操作(生成控制模式的处理)。参照图5， 控制模式生成装置110的预测等式生成装置111初始地从vDC构造 存储器201取出涉及在虚拟数据中心(vDC)上操作的虚拟系统的虚 拟服务器和虚拟装置的信息。预测等式生成装置然后生成可以用来发 现用于虚拟服务器和虚拟装置中的每个虚拟服务器和虚拟装置的处 理时间的预测等式(步骤A1至步骤A4的循环)。

具体而言，预测等式生成装置111从vDC监视信息存储器304 取出兴趣虚拟系统的监视信息，并且获取向为其形成预测等式的虚拟 服务器或者虚拟装置产生的每请求的处理时间。预测等式生成装置也 获取在处理时间内的请求的平均数目，同时也从vDC构造存储器201 获取向为其形成预测等式的虚拟服务器或者虚拟装置分配的存储器 资源量以及CPU核数目等(步骤A2)。

预测等式生成装置111制订如下等式，该等式示出了在每请求处 理时间、在处理时间内的并发请求的平均数目和资源量之间的关系。 预测等式生成装置在预测等式存储器114中存储这样制订的预测等式 (步骤A3)。

为了生成预测等式，例如可以使用在专利文献3中示出的预测等 式。可以获得以下预测等式：

T＝γM+δ，

其中T是用于虚拟服务器或者虚拟装置的处理时间，为其产生的预测 等式，M是并发请求的平均数目，并且γ、δ是用于表达为等式的系 数和常数。

然后，模型生成装置112使用从vDC构造存储器201取出的虚拟 系统构造信息和以上提到的预测等式生成为其生成虚拟系统模型的 虚拟系统中的每个虚拟系统的虚拟系统模型(步骤A5至步骤A7的 循环)。

具体而言，模型生成装置112从预测等式存储器114取出预测等 式，并且向为其生成虚拟系统模型的虚拟系统的构造信息追加它。这 生成然后在模型存储器115中存储的虚拟系统模型(步骤A6)。

控制模式推导装置113然后对照从模型存储器115取出的虚拟系 统模型与从资源分配改变策略存储器203取出的、规定用于改变资源 分配的方法的资源分配改变策略。这选择可以应用于相应的虚拟系统 的资源分配改变策略(步骤A8至步骤A10的循环)。

具体而言，控制模式推导装置113对资源分配改变策略与从模型 存储器115取出的虚拟系统模型进行模式匹配以便选择一个或者多个 匹配资源分配改变策略(步骤A9)。

控制模式推导装置113相互合成从模型存储器115取出的、适用 于虚拟系统模型的一个或者多个资源分配改变策略以便生成一个或 者多个控制模式，该一个或者多个控制模式用于证明用于相关系统的 控制命令的内容的候选。控制模式推导装置在控制模式存储器101中 存储这样生成的控制模式(步骤A11至步骤A13的循环)。附带提 一点，相应的控制模式的资源消耗量也与在控制模式存储器101中存 储的控制模式关联以用于与控制模式一起存储。在本示例性实施例 中，合成的资源分配改变策略的资源消耗量之和被用作控制模式的资 源消耗量。

参照图6的流程图，现在将说明示例性实施例1的用于控制资源 的系统的自治控制操作。

[控制模式生成过程]

图6描绘如下流程图，该流程图示出了本发明的示例性实施例1 的用于控制资源的系统的操作(自治控制)。参照图6，自治控制装 置120的仿真执行装置121从控制模式存储器101读出涉及在虚拟数 据中心(vDC)上操作的虚拟系统的控制模式集合，同时从vDC监视 信息存储器304取出虚拟系统的最新监视信息。仿真执行装置121对 控制模式的总计进行仿真以预测用于每个控制模式的平均处理时间， 以在仿真结果存储器124中存储仿真的结果(步骤B1)。

控制模式评估装置122然后从仿真结果存储器124取出仿真的结 果，同时从服务水平存储器202取出有关虚拟系统的服务水平指定， 以便判决平均处理时间是否小于服务水平(步骤B2)。

如果判决的结果指示平均处理时间超过服务水平(也就是未能满 足服务水平)，则控制模式评估装置122从待应用的候选免除控制模 式(步骤B3)。

控制模式评估装置122相互比较具有小于服务水平的平均处理时 间的控制模式，并且选择具有最小资源消耗量的控制模式作为示例。 控制模式评估装置在评估的控制模式存储器125中存储这样选择的控 制模式(步骤B4)。这选择跟上虚拟系统的最新操作状态的控制模 式。

控制模式实行装置123然后基于在评估的控制模式存储器125中 存储的信息从控制模式存储器101取出选择的控制模式。控制模式实 行装置123将控制模式分解为服务器资源控制命令和网络资源控制命 令，并且向虚拟服务器资源管理装置301和向虚拟网络资源管理装置 302发布控制命令。这改变向虚拟数据中心(vDC)上的虚拟系统的 资源分配。

根据以上描述的本示例性实施例，自治控制装置120选择和应用 跟上虚拟数据中心(vDC)上的虚拟系统的最新操作状态的最优控制 模式，从而使得有可能优化向虚拟系统的资源分配。

将使用更具体的示例来补充地说明本发明的示例性实施例1的操 作。在以下说明中，假设具有虚拟装置和虚拟服务器(比如防火墙、 负载平衡器、Web服务器、应用服务器和DB服务器)作为部件的虚 拟系统如图4中所示在虚拟数据中心(vDC)上操作。虚拟装置意味 着作为网络装置(比如防火墙或者负载平衡器)操作的虚拟机。vDC 监视装置303监视本系统的从部件到部件的操作状态以在vDC监视 信息存储器304中存储监视结果。

图7示出了在vDC监视信息存储器304中存储的监视信息的示 例。在图7的示例中，在具有等于1的虚拟数据中心ID(vDCID)的 虚拟数据中心中存储用于Web服务器(Web1)以及防火墙(FW1) 的监视信息。在图7的示例中，如果在部件中并发地处理多个请求， 则被并发地处理的请求的数目被记录为并发地处理的请求的平均数 目。

如果使用以Petri Net为典型的建模技术，则本虚拟系统可以如图 8中所示由有向双枝图形表达，在该有向双枝图形中，部件由转变代 表而对应的消息由地点(圆)代表。仅在vDC构造存储器201中存 储与这一有向双枝图形等效的构造信息时足够。

图9示出了在vDC构造存储器201中存储的虚拟系统的构造信 息。在图9的示例中，首先定义地点并且虚拟数据中心vDC的虚拟 系统的部件被规定为转变。接着，存储代表在这些地点和转变之间的 有关关系(互连关系)的信息。

[控制模式生成处理]

基于以上前提，将说明生成控制模式的处理。初始地，控制模式 生成装置110的预测等式生成装置111从vDC构造存储器201取出 图9中所示的虚拟系统的构造信息。然后，预测等式生成装置111使 用在以上构造信息中作为转变而规定的虚拟服务器和虚拟装置(比如 FW1和Web1)的名称作为关键字，从vDC监视信息存储器304取出 相关部件的监视信息。预测等式生成装置111然后取得部件的请求的 处理时间和在处理时间内产生的请求的平均数目。预测等式生成装置 111也从vDC构造存储器201获取已经分配的资源量，比如向虚拟服 务器和装置分配的存储器存储容量或者CPU核数目。然后，预测等 式生成装置111使用多变量统计制订在每请求处理时间、在处理时间 内的并发请求的平均数目和资源量之间的关系作为预测等式。

图10示出了由预测等式生成装置111生成并且在预测等式存储 器114中存储的示例预测等式。在图10的示例中，形成以下预测等 式：

T_web1＝α3*X_p04/(γ3*cpu3+δ3*ram3)+β3，

其中X_p04是Web1中的并发请求数目，cpu3是分配的虚拟CPU核 数目并且ram3是代表分配的RAM存储器存储容量的参数。α3、γ3、 δ3和β3是如多变量统计发现的系数和截距(intercept)。附带提一 点，存在其中部件(比如Web服务器“Web1”)接收不同类别的请求 的情况。在这样的情况下，可以分离地计算用于这些请求的处理时间 并且对这样计算的处理时间求加权平均。或者，如果请求是不同类别 的但是处理时间没有不同，则可以将请求作为相同类别的请求处置。

模型生成装置112向图9中所示的、从vDC构造存储器201取出 的虚拟系统的构造信息中引入从预测等式存储器114取出的预测等 式、以生成然后在模型存储器115中存储的虚拟系统模型。

图11示出了由模型生成装置12生成并且在模型存储器115中存 储的示例虚拟系统模型。在图11的示例中，向图9中所示虚拟系统 的构造信息的每个分量添加预测等式。

控制模式推导装置113然后对照图11中所示的虚拟系统模型与 资源分配改变策略以便提取适用于兴趣虚拟系统模型的一个或者多 个资源分配改变策略。

图12描绘了如下图，该图示出了适用于虚拟系统上的负载平衡 器的资源应用改变策略A、B。以与以上提到的Petri Net相同的方式 示出了资源分配改变策略。图12的资源应用改变策略A将负载平衡 器改变成单个流控制器(FC1)和两个负载平衡器。图12的资源分配 改变策略B向负载平衡器添加资源(存储器和CPU核数目)。

图13描绘了如下列表图，该列表图示了出与图12中所示的资源 分配改变策略等效的资源分配改变策略。图13中所示的示例示出了 如下条目，在这些条目中，不仅策略ID和策略名称而且涉及在与虚 拟系统匹配时使用的应用模式、资源应用改变策略的具体内容和在使 用图12的资源分配改变策略的情况下的资源消耗量的信息相互相关。

通过匹配图13中所示的一个或者多个资源分配改变策略的应用 模式与图11中所示的虚拟系统模型，有可能提取适用于有关虚拟系 统模型的一个或者多个资源分配改变策略。例如，图12和图13中所 示的资源分配改变策略A(其中负载平衡器被改变成一个流控制器和 两个负载平衡器)匹配图11中所示的涉及虚拟系统模型中的负载平 衡器的构造信息。以相似方式，图12和图13中所示的资源分配改变 策略B(其中添加了用于DB的服务器的资源)匹配图11中所示的虚 拟系统模型中的涉及DB服务器的构造信息。

控制模式推导装置113合成如以上描述的那样获得的一个或者多 个资源分配改变策略以生成控制模式。图14示出了如下示例，在该 示例中，仅图12和图13中所示的改变负载平衡器的资源分配改变策 略被应用于图11中所示的虚拟系统模型。图15描绘了与图14等效 的图形。

以相似方式，图16和图17示出了如下示例，在该示例中，图12 和图13中所示的改变负载平衡器的资源分配改变策略A和添加用于 DB的服务器的资源的资源分配改变策略B被应用于图11中所示的虚 拟系统模型。图18描绘了与图16和图17等效的图形。附带提一点， 在图16的示例中，应用了图12和图13中所示的改变负载平衡器的 资源分配改变策略A和向负载平衡器添加资源的资源分配改变策略 B。因此，资源消耗量等于相应资源分配改变策略的资源消耗之和， 也就是等于“6”。

此外，控制模式推导装置113制订控制模式，在该控制模式中， 图12和13中所示的、添加用于DB的服务器资源的资源分配改变策 略B被应用于图11中所示的虚拟系统模型。

在以上示例中，仅为了说明简化而假设资源分配改变策略的数目 是两个。资源分配改变策略可以如图19和图20中所示被分解成广泛 多种模式。例如，图19如同图12示出了其中通过横向扩展向部件添 加克隆的资源分配改变策略以及其中向部件添加资源的资源分配改 变策略。图20的上部分中所示的资源分配改变策略不仅向部件添加 克隆而且添加流控制器以实行路径控制。图20的下部分中所示的资 源分配改变策略在部件前面添加流控制器以实行流控制。控制模式推 导装置113单独或者组合使用这些资源分配改变策略以生成一个或者 多个控制模式。

[自治控制序列]

现在将说明以上所指的自治控制处理。自治控制装置120的仿真 执行装置121如图14、图16和图17中所示从控制模式存储器101 读出虚拟系统的控制模式集合作为自治控制的对象。另外，仿真执行 装置121从vDC监视信息存储器304取出有关虚拟系统的监视信息 的防火墙部分的最新监视信息(该信息持续30分钟)以便向虚拟系 统递送这样取出的信息。仿真执行装置向相应的控制模式递送该信息 作为输入以预测每个控制模式的平均处理时间。图21示出了图14、 图16和图17中所示的仿真执行装置121对控制模式的仿真结果。

控制模式评估装置122从仿真结果存储器124取出仿真的结果， 同时也从服务水平存储器202取出图22中所示的虚拟系统的服务水 平指派以便判决为使用每个控制模式的情况而预测的平均处理时间 是否在服务水平以下。

如果一个或者多个控制模式的平均处理时间超过服务水平作为 以上判决的结果，则控制模式评估装置122从可适用候选集合免除控 制模式。控制模式评估装置122相互比较具有小于服务水平的平均处 理时间的控制模式，并且选择具有最小资源消耗的控制模式。

例如，如果如图22中所示将服务水平设置为50(秒)，则图21 的两个控制模式可以被视为满足服务水平。因此，控制模式评估装置 122比较图21中所示的仿真的结果以选择具有最小资源消耗量的控 制模式ID‘pattern1’的控制模式。

图23示出了关于已经评估的控制模式的信息的示例。该信息被 存储在已经在评估的控制模式存储器125中存储的评估的控制模式 中。控制模式实行装置123从控制模式存储器101取出关于控制模式 (该控制模式是已经评估的控制模式)的信息，并且向资源管理单元 300的虚拟服务器资源管理装置301和虚拟网络资源管理装置302发 布控制命令。作为结果，具有如图8中所示的分配的资源的虚拟系统 现在具有如图15中所示分配的资源。资源的新的改变后分配已经基 于仿真执行装置121的预测结果而被选择，并且因此满足有关虚拟系 统的所需服务水平以及最小化资源消耗量。

现在将结合对控制模式的选择来说明另一示例虚拟系统。图24 描绘了有向双枝图形，该有向双枝图形示出了虚拟系统。图25示出 了适用于以上虚拟系统的某些示例资源分配改变策略。候选1是如下 示例资源分配改变策略，在该资源分配改变策略中，向虚拟系统中的 Web服务器添加负载平衡器和克隆Web服务器。候选2是如下示例 资源分配改变策略，在该资源分配改变策略中，加强虚拟系统中的 Web服务器的性能。候选3是如下示例资源分配改变策略，在该资源 分配改变策略中，在虚拟系统中的Web服务器的前置级中布置流控 制器，并且对连接数目施加限制。

图26的上部分示出了仿真执行装置121对于如下情况的服务水 平预测结果，在这些情况下，应用了利用以上候选中的每个候选而生 成的控制模式。例如，如果服务水平被设置为5(秒)，则候选3是 未降至服务水平的控制模式，并且因此从用作控制模式被免除。控制 模式评估装置122然后相互比较候选1和候选2以选择具有更少资源 消耗量的候选2。作为结果，图24中所示的向虚拟系统的资源分配如 图26中的下部分中所示被改变成其中已经加强了Web服务器性能的 资源分配。

虽然以上已经描述本发明的一个优选示例性实施例，但是本发明 并不限于这一具体实施方式，从而使得可以在不脱离本发明的基本技 术概念的范围内做出更多改变、替换或者调整。例如，没有对在以上 描述的示例性实施例中使用的网络配置或者单元数目的限制。

也在以上描述的示例性实施例中，已经阐述了将从满足服务水平 的控制模式之中选择具有最小资源消耗量的控制模式。然而，也可以 利用某个其它标准或者基准来选择控制模式。例如，即使控制模式具 有最小资源消耗量，但是控制模式的预测服务水平极度地接近所需服 务水平，则可以不选择这样的控制模式。通过这样做，有可能选择即 使请求已经增加超出最新监视值也仍然能够满足服务水平的控制模 式。

也有可能在考虑总系统的冗余容量来优先级化网络资源的服务 器资源时选择控制模式。例如，如果存在将使资源消耗量增加“2”的 两个控制模式并且服务器资源具有更高容差或者容许，则可以使用这 样的控制模式选择标准或者基准，该控制模式选择标准或者基准选择 将使服务器资源增加“2”的控制模式。此外，在存在将使资源消耗量 增加“3”的控制模式和将使资源消耗量增加“2”的控制模式时，可以使 用这样的控制模式选择标准或者基准，在该控制模式选择标准或者基 准中选择具有更大资源消耗量、但是将不会增加网络资源消耗量的控 制模式。

在以上描述的示例性实施例中，已经规定了最新监视信息被用作 输入值以执行仿真。也有可能使用统计信息或者多种校正值以执行仿 真至更高精确度。

也在以上描述的示例性实施例中，使用这样的资源分配改变策 略，在该资源分配改变策略中，在增加方向上改变资源分配。然而， 也有可能使用其中在减少方向上改变资源分配的资源分配改变策略。 在这样的情况下，在图12的右侧上所示的图形是应用的模式，并且 在图12的左侧上所示的图形是资源应用改变策略。在这一情况下， 资源消耗量将具有负值。

最后将概括本发明的某些优选实施方式。

[实施方式1]

(参照根据第一方面的用于控制资源的系统)。

[实施方式2]

根据实施方式1的用于控制资源的系统，其中：

控制模式生成装置为在云平台上共同驻留的虚拟数据中心的虚 拟系统中的每个虚拟系统生成多个控制模式；

控制装置为每个虚拟数据中心的虚拟系统选择控制模式并且使 用控制模式。

[实施方式3]

根据实施方式1或者2的用于控制资源的系统，其中：

用于选择的预设标准或者基准是从满足服务水平的多个控制模 式之中选择具有更少资源消耗量的控制模式的用于选择的预设标准 或者基准。

[实施方式4]

根据实施方式1至3中的任一实施方式的用于控制资源的系统， 其中：

用于选择的预设标准或者基准是从满足服务水平的多个控制模 式之中选择具有服务器资源或者网络资源中优先级水平更高者的更 少资源消耗量的控制模式的用于选择的预设选择标准或者基准。

[实施方式5]

根据实施方式1至4中的任一实施方式的用于控制资源的系统， 其中：

控制模式生成装置包括：

预测等式生成装置，用于为在虚拟数据中心上操作的虚拟系统的 网元和服务器中的每个网元和服务器生成预测等式，该预测等式用于 基于已经分配的资源量和用于使用已经分配的资源量的情况的处理 时间的测量结果、预测用于已经改变了分配的资源的情况的处理时 间；

虚拟系统模型生成装置，用于使用在虚拟数据中心上操作的虚拟 系统的构造信息并且也使用由预测等式生成装置生成的预测等式、来 生成虚拟系统模型；以及

控制模式推导装置，用于将在由虚拟系统模型生成装置生成的虚 拟系统模型中包括的配置和可适用的资源分配改变策略合成在一起， 以便形成控制模式。

[实施方式6]

根据实施方式1至5中的任一实施方式的用于控制资源的系统， 其中：

控制装置包括：

仿真执行装置，用于使用多个控制模式来执行对预测服务水平的 仿真；

控制模式评估装置，用于基于仿真的结果选择满足虚拟系统的服 务水平以及满足预设标准或者基准的控制模式；以及

控制模式应用装置，用于根据选择的控制模式改变网络资源和服 务器资源的分配。

[实施方式7]

根据实施方式1至6中的任一实施方式的用于控制资源的系统， 其中：

用于执行路径控制和流控制的一个或者多个资源分配改变策略 在资源分配改变策略之中。

[实施方式8]

(参照根据第二方面的用于生成控制模式的装置)。

[实施方式9]

(参照根据第三方面的控制装置)。

[实施方式10]

(参照根据第四方面的用于控制资源的方法)。

[实施方式11]

(参照根据第五方面的程序)。

应当注意，实施方式8至实施方式11可以如实施方式1那样被 扩展成实施方式2至7。

将通过引用而将以上提到的专利文献和非专利文献的公开内容 结合于此。可以基于本发明的基本技术概念在本发明的包括权利要求 的全部公开内容的概念内修改或者调整示例性实施例或者示例。可以 在本发明的权利要求的上下文内做出这里公开的单元(权利要求、示 例和附图的单元)的一系列组合或者选择。也就是说，本发明可以包 括本领域技术人员可以根据包括权利要求和附图以及本发明的技术 概念的全部公开内容而想到的广泛多种改变或者纠正。具体而言，应 当理解，在这里阐述的数值范围中包含的任何可选数字或者子范围即 使在无明确陈述时仍然应当被解释为加以具体地陈述。

11，110 控制模式生成装置

12      控制装置

100  用于控制资源的系统

101  控制模式存储器

111  预测等式生成装置

112  模型生成装置

113  控制模式推导装置

114  预测等式存储器

115  模型存储器

120  自治控制装置

121  仿真执行装置

122  控制模式评估装置

123  控制模式实行装置

124  仿真结果存储器

125  评估的控制模式存储器

201  虚拟数据中心(vDC)构造存储器

202  服务水平存储器

203  资源分配改变策略存储器

300  资源管理单元

301  虚拟服务器资源管理装置

302  虚拟网络资源管理装置

303  虚拟数据中心(vDC)监视装置

304  虚拟数据中心(vDC)监视信息存储器

400  虚拟数据中心(vDC)