[發明專利]云數據中心計算能力管理系統

有效

• 申請號: 201310061503.5
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103095853A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 白躍彬;程琨;馬耀;陳萬成;饒慧娟
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F9/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及計算機科學中的云計算、數據中心領域，特別是涉及云計算環境中根據計算能力需求進行資源管理分配的機制。

背景技術

云計算是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備。云計算描述了一種IT應用、服務的部署、使用和交付模式，涉及通過互聯網來提供動態、易擴展而且經常是虛擬化的計算資源。云計算中的“計算資源”包括存儲、處理器、內存和網絡帶寬等，它們是由云數據中心內的所有物理機和虛擬機提供的；這些資源的總和經過統一管理、調度，稱為“虛擬資源池”或“計算資源池”。

云數據中心是為云計算安置計算機系統及相關部件的設施，在大多數情況下表現為“服務器農場”，即安置有大量服務器的場所。對于云計算中應用、服務的部署，最終表現為將這些應用、服務分配到不同的一臺或多臺服務器上運行。本發明主要針對這一分配過程。

現有云數據中心計算資源管理系統的工作模式主要有：

（1）手動管理模式：

這是一種對用戶不透明的管理方式。在云數據中心中，云計算提供商將根據用戶需求，分配固定的服務器或虛擬機給用戶，由用戶自行完成應用、服務的部署。這樣的部署方式常見于企業內部的私有云，并且較為落后，不利于資源統一管理。

（2）基于虛擬資源池的管理模式：

云計算提供商將其云數據中心內的資源整合成虛擬資源池，對用戶屏蔽了云數據中心細節，使得在用戶看起來就像是一臺計算機一樣。通過云計算提供商提供的工具軟件，用戶可以隨時隨地提交自己的應用、服務，由計算平臺自動分配相應的物理機或虛擬機來運行。整個部署過程對用戶透明，即用戶根本不知道、也不需要知道他的應用、服務最終是由哪些物理機或虛擬機來運行。

這兩種管理模式有其各自有缺點。在手動管理模式中，用戶幾乎參與了應用和服務的部署全過程。由于用戶知道自己應用或服務的對計算資源的需求（即明確知道運行這些應用或服務需要的服務器、虛擬機的性能），因此這樣的方式一般可以保障用戶得到的應用、服務可以良好的運行。不足在于部署過程復雜，并且用戶通常會在申請計算資源過程中要求最新的計算平臺，從而造成大量舊的計算平臺浪費，盡管它們也可滿足需求。

而在基于虛擬資源池的部署模式中，用戶的應用、服務的部署往往是根據用戶付費的多少來決定。付費多的用戶可用的計算資源更多，其所部署的應用、服務的運行效果相對就更好，但是這樣往往造成資源的浪費，即用戶雖然擁有很多計算資源，但其應用、服務的正常運行可能并不需要這么多的資源。這在無形中造成計算資源和用戶資金的浪費。因此，本申請針對兩種部署模式的不足，發明了一種依據計算能力進行云數據中心計算資源整合、分配的方法。

發明內容

本發明以充分利用云數據中心計算能力為目標，設計并實現了一種云數據中心計算能力管理系統，應用于一個或多個云數據中心中，可以克服現有管理分配方式的不足。具體內容包括：

1.客戶端計算能力收集

在云數據中心內，所有最終可用來運行用戶應用或服務的物理機和虛擬機稱為該系統的全部客戶端，即云數據中心內除去擔任“服務器端”（服務器端定義見下文）的所有物理機和虛擬機。在每個客戶端上運行一個負責測試計算能力的守護進程（使用Windows系統的客戶端則為Windows?Service，以下統稱守護進程），該進程負責在服務器端的管理下測試客戶端計算能力，并向服務器端匯報最終結果，同時，該進程還負責搜集客戶端的計算機名稱、IP地址等靜態信息。

2.服務器端計算能力數據庫維護與計算資源分配

在云數據中心內，該管理系統需要分配一臺物理機或虛擬機作為該系統的服務器端。服務器端負責收集客戶端計算測試結果報告，并根據這些報告創建、維護云數據中心的計算能力數據庫。計算能力數據庫包含當前計算能力總和、全部客戶端——計算能力映射表、已分配的計算能力——客戶端映射表、客戶端分配頻度記錄表。對于用戶提出的計算能力需求，該系統負責維護用戶請求響應隊列、根據相關匹配策略分配滿足用戶需要的計算資源。整個分配過程對用戶透明，分配結果既能滿足用戶的計算能力需求，又可以最大程度利用計算資源。

3.計算能力的度量表示