[發明專利]一種虛擬機資源分配方法及其系統

有效

• 申請號: 201110421298.X
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102521055A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 朱凌峰;何利明;周冠宇
• 申請（專利權）人: 廣州杰賽科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/455
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本發明涉及虛擬機技術領域，尤其涉及一種虛擬機資源分配方法，以及一種虛擬機資源分配系統。

背景技術

60年代末期興起的虛擬機技術與虛擬機，隨著存儲虛擬化技術，以及一批新產品的涌現，在70年代初期達到了它的第一個高峰。但是，隨著硬件價格的下降、性能的大幅上升，以及廉價的小型機、個人電腦和多任務操作系統的出現，虛擬機技術開始走向衰落。

90年代，研究者在研究解決大規模并行處理機(MPP，Massively?Parallel?Processing)不能運行已有的操作系統和編程困難等問題時發現，使用虛擬機技術可以使這些體系結構復雜的機器看起來與已有平臺完全相似，從而可以運行現有的操作系統。

虛擬化是一種計算機系統抽象技術，通過物理平臺上的虛擬機邏輯層管理計算機資源，并向運行在其上的客戶層提供虛擬的資源。客戶機操作系統可以通過標準接口訪問資源，但是接口并不是與物理的資源直接通信，而是通過虛擬層來對真實資源進行管理，從而使得有限的資源可在多個虛擬機之間復用。直接運行在硬件平臺上的虛擬化層稱為虛擬機監視器VMM或者Hypervisor，它負責對虛擬機提供硬件資源和軟件資源的抽象，為客戶操作系統提供運行環境。

在虛擬化過程中，虛擬化軟件需要實現對硬件的抽象，資源的分配、調度和管理，虛擬機與宿主操作系統及多個虛擬機的隔離等功能。VMM對底層的所有硬件資源進行抽象，然后把它們重新組合并集成到多個虛擬機(Virtual?Machine)中實現虛擬化，每個虛擬機都能夠運行獨立的操作系統實例。

當前，主流的虛擬化技術產品有Vmware、Xen、Hyper-V和KVM等，它們在服務器的整合、資源的控制與優化，成本與能源的節約上都做出了杰出的貢獻。虛擬化技術在虛擬集群領域也用很好的應用前景，并逐漸應用在云計算等高端領域中。

然而，通過虛擬化技術，在一臺主機上可以運行著多個虛擬機，在每個虛擬機中運行著不同的操作系統和應用，而每個虛擬機都需要占用一定的計算機資源，如CPU資源和I/O資源。

由于各個虛擬機運行的應用是不同的。有些虛擬機中運行的是實時性應用，例如視頻會議；有些虛擬機中運行的是I/O密集型應用，例如本地觀看高清電影；有些虛擬機中運行著CPU密集應用，例如進行精確的科學計算；還有些虛擬機運行著通信密集的應用，例如下載。還有很多的應用它是幾個特征綜合的，例如：網上視頻點播，它既是實時的、IO密集的，也是通信密集的。當CPU資源充足時，可以保證各種虛擬機的正常運行，但是當CPU負載非常重時，虛擬機進入爭奪計算機資源的狀態，此時若缺乏適當的優化措施，很容易導致主機上的所有虛擬機的應用相互影響，而使得各個虛擬機的性能下降。

以一個開放源代碼虛擬機監視器Xen為例，它的CPU調度和I/O調度算法對運行在其上的虛擬機非常注重公平和一致性，而不考慮虛擬機上運行的應用的具體資源需求。因此從開始到結束，Xen對所有的虛擬機都是按照初始分配給它的份額Weight來同等對待，并按照基本的分時方法依次輪流執行不同的虛擬CPU。但是在不同的虛擬機中運行著不同的應用程序，并且各個應用程序的特征也不盡相同。例如，實時性的應用，它需要I/O處理要及時，且CPU計算要同步，這樣才能滿足程序響應時間的要求，而使得用戶得到真正的實時感受。

如果對各個虛擬機都分配同等份額的I/O處理資源和CPU，則可能導致需要大量I/O處理資源的實時性的應用的響應變慢，影響用戶體驗。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種能夠對同一計算機上運行的各個虛擬機合理地分配計算機資源的虛擬機資源分配方法。