[發明專利]面向QoS的虛擬機網絡帶寬分配系統

有效

• 申請號: 201110396492.7
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102523204A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 吳松;石宣化;金海;張劍寅;周江福
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56;G06F9/455
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于計算系統虛擬化技術領域，具體涉及一種面向QoS的虛擬機網絡帶寬分配系統。

背景技術

隨著計算機性能的不斷提升，虛擬化技術受到越來越廣泛的關注。在傳統的計算機環境中，操作系統直接運行在物理硬件上，管理各種硬件資源。虛擬化技術的出現則實現了物理硬件和操作系統的完美分離，使得在一臺物理機器上可以模擬出多個服務器，共享一個物理機器的硬件資源。

如何為模擬出的虛擬機分配和管理好硬件資源，提高物理資源利用率的同時保證虛擬機中服務的QoS將是一個關鍵問題，尤其是網絡帶寬資源，對于服務器集群的實際應用意義重大。因為隨著數據中心規模的不斷擴大，服務應用種類的不斷增多，虛擬機的網絡帶寬不能控制、不能按需動態分配將導致：虛擬機網絡帶寬無法依據服務需求的不同進行必要的控制，相互的帶寬競爭將使得服務的功用無法得到保障；虛擬機的網絡帶寬無法按需進行動態分配，服務在不同時間段所需的網絡帶寬不一樣，嚴格限制網絡帶寬無法動態分配，會造成有限硬件資源的浪費。

目前虛擬機的研究工作主要集中在如何虛擬出各種主要硬件資源，關于虛擬機網絡帶寬的動態分配方面的研究比較少。虛擬化平臺Xen僅限于在虛擬機創建時，從配置文件讀取一個帶寬配置參數，并按照參數值靜態地限制虛擬機運行時所能占用的最大網絡帶寬。該方法導致的問題有：首先，虛擬機運行過程中服務所需的網絡帶寬，并非虛擬機創建時可以確定的，給定一個帶寬配置參數，并按此限制虛擬機運行周期中的網絡帶寬，無法調整，這將嚴重喪失網絡帶寬管理的靈活性；其次，因為虛擬機和宿主機之間語義隔離，網絡帶寬分配無法感知虛擬機中服務對于網絡帶寬需求的變化，不能依據服務帶寬需求動態分配帶寬，服務的QoS無形中會受到很大的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向QoS的虛擬機網絡帶寬分配系統，其在不影響虛擬機中網絡服務正常連接的基礎上，既能保證網絡帶寬管理的靈活性，又能針對各類服務保證公平性，保證服務的QoS，充分利用網絡，減少可能的資源浪費。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種面向QoS的虛擬機網絡帶寬分配系統，包括使用帶寬監控模塊、帶寬分配方法管理模塊以及驅動層帶寬調節模塊，使用帶寬監控模塊用于實時監控虛擬機的帶寬使用值，整合帶寬使用值，用可視化的圖形顯示控件對整合結果進行顯示，并根據整合結果對圖形顯示控件進行更新，帶寬分配方法管理模塊用于根據圖形顯示控件的顯示結果接收用戶的帶寬調節請求，根據帶寬調節請求中的設備信息在宿主機上進行設備查找，根據設備查找的結果觸發驅動層帶寬調節模塊執行帶寬調節操作，從驅動層帶寬調節模塊接收帶寬調節操作的狀態信息，并將帶寬調節操作的狀態信息返回給用戶，驅動層帶寬調節模塊用于響應帶寬分配方法管理模塊的觸發，調用宿主機上后端設備的設備需要更新狀態下的回調方法執行帶寬調節操作，在帶寬調節操作完成后恢復查找設備的狀態，并將帶寬調節操作的狀態信息返回給帶寬分配方法管理模塊。

使用帶寬監控模塊包括使用帶寬收集子模塊、使用帶寬整合子模塊以及網頁前端顯示子模塊，使用帶寬收集子模塊用于根據設定的時間間隔，從proc文件系統中計算出當前的帶寬使用值，將帶寬使用值存儲到在當前虛擬機的數據庫中，以供使用帶寬整合子模塊提取，使用帶寬整合子模塊用于周期性地從宿主機上所有虛擬機的數據庫中提取帶寬使用值，將帶寬使用值整合成網頁前端顯示子模塊中的圖形顯示控件可識別的數據集，以供圖形顯示控件進行更新操作，網頁前端顯示子模塊用于繪制可視化的帶寬監控界面，從使用帶寬整合子模塊接收數據集，根據數據集對帶寬監控界面進行實時更新。