[發(fā)明專利]一種單節(jié)點同時運行不同類型虛擬機(jī)的方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103870314B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張章;王旻;湯學(xué)海;周薇;韓冀中;孟丹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院信息工程研究所
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機(jī)虛擬化領(lǐng)域，尤其涉及一種單節(jié)點上同時運行不同類型虛擬機(jī)的方法及系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

近年來，隨著計算資源種類日益增加、規(guī)模不斷擴(kuò)大、計算能力不斷加大以及應(yīng)用需求日漸多樣化的背景下，新型的計算模式迫在眉睫。面對這些場景以及需求，虛擬化技術(shù)漸漸復(fù)興。虛擬化是一個相對廣義的術(shù)語，在本文指的虛擬化技術(shù)更多涉及的是服務(wù)器虛擬化，其本質(zhì)是將一個物理機(jī)資源虛擬出不同的資源組合，即將物理機(jī)的資源劃分成虛擬機(jī)提供給用戶使用的技術(shù)。這些虛擬機(jī)上面可以安裝其他客戶操作系統(tǒng)。?

虛擬化可以幫助提高系統(tǒng)資源的利用率，實現(xiàn)動態(tài)、彈性的運行系統(tǒng)架構(gòu)。目前，云計算大行其道，而云計算平臺的基石即為虛擬化技術(shù)。正是由于虛擬化技術(shù)的重要性，目前涌現(xiàn)出了多種比較成熟的虛擬化技術(shù)。目前主流的虛擬化技術(shù)主要可以分為三類：全虛化技術(shù)KVM，半虛擬化技術(shù)Xen以及輕量級虛擬化技術(shù)LXC。?

在目前的云計算中心中，半虛擬化技術(shù)Xen由于其要求修改運行于其上的操作系統(tǒng)，因此，其流行和使用程度在大幅下降。現(xiàn)在使用最多虛擬化技術(shù)是全虛擬化KVM和輕量級虛擬化技術(shù)LXC，而且它們是目前唯一進(jìn)入Linux內(nèi)核主線的虛擬化技術(shù)，但是它們使用不同的“語言”描述與控制資源，這個也就造成了它們機(jī)制的不兼容。當(dāng)它們在同一個服務(wù)器上運行的時候，并不能在整體上為這兩種虛擬化技術(shù)分配并限制合適的資源。在有不同虛擬化技術(shù)需求的時候，通常會要求在一個物理機(jī)上運行一種虛擬化技術(shù)，并使用另外的服務(wù)器使用其他的虛擬化技術(shù)，但是在這種情況下，不同種虛擬化技?術(shù)不能同時運行在單個物理節(jié)點上，造成了極大的資源浪費，資源利用率比較低。?

另外，目前很多云平臺的應(yīng)用對于I/O帶寬資源管理也提出了需求。比如現(xiàn)在的很多編程模型應(yīng)用，對于網(wǎng)絡(luò)I/O帶寬的無管制的競爭會影響其任務(wù)執(zhí)行的速度，也影響了云平臺整體的可用性，這就對網(wǎng)絡(luò)I/O資源的隔離性和獨占性提出了實際的需求，但現(xiàn)有技術(shù)中沒有關(guān)于I/O寬帶資源控制的技術(shù)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單節(jié)點上同時運行不同類型虛擬機(jī)的方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)但節(jié)點上不同類型虛擬機(jī)的共存及合理分配資源，同時可實現(xiàn)多維度、細(xì)粒度的資源管理及控制。?

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種單節(jié)點同時運行不同類型虛擬機(jī)的方法，包括如下步驟：?

步驟101：單個物理節(jié)點接收任務(wù)請求，并解析任務(wù)請求中包含的對運行虛擬機(jī)的資源需求；?

步驟102：判斷任務(wù)請求中要求的虛擬機(jī)類型，如果是輕量級虛擬機(jī)，則直接執(zhí)行步驟103；如果是全虛擬機(jī)，則執(zhí)行步驟104；?

步驟103：將資源需求中的第一類資源需求傳遞給底層cgroup框架，cgroup框架根據(jù)第一類資源需求直接建立并啟動輕量級虛擬機(jī)，執(zhí)行步驟105；?

步驟104：將資源需求中的第一類資源需求傳遞給底層cgroup框架，cgroup框架根據(jù)第一類資源需求創(chuàng)建一個容器，在容器中建立所需的全虛擬機(jī)；?

步驟105：利用網(wǎng)橋技術(shù)框架將建立的輕量級虛擬機(jī)或全虛擬機(jī)接入局域網(wǎng)；?

步驟106：將資源需求中的第二類資源需求傳遞給網(wǎng)橋技術(shù)框架，根據(jù)第二類資源需求及TBF令牌桶過濾器技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)I/O控制。?

本發(fā)明的有益效果是：多種虛擬機(jī)可以同時運行在同一物理機(jī)上；所有虛擬機(jī)的CPU資源、內(nèi)存資源和I/O磁盤資源可以正確的被分配使用；可以同時滿足用戶對于不同操作系統(tǒng)運行環(huán)境的要求以及對于性能的要求；可以限制不同種虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)I/O資源；對于底層不同虛擬化技術(shù)透明，即虛擬化技術(shù)不用作任何的修改；操作系統(tǒng)性能開銷小，資源利用率高；本發(fā)明使得不同種虛擬機(jī)可以共享一臺物理機(jī)的資源，并提供給用戶一種簡單、透明、統(tǒng)一使用虛擬機(jī)的接口，提高了資源利用率。?

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。?

進(jìn)一步，所述資源需求信息包括第一類資源需求和第二類資源需求，所述第一類資源需求包括CPU參數(shù)、內(nèi)存參數(shù)、磁盤I/O參數(shù)，所述第二類資源需求包括網(wǎng)絡(luò)I/O參數(shù)。?

進(jìn)一步，將第一類資源需求中的CPU參數(shù)傳遞給底層cgroup框架之前，需將CPU參數(shù)轉(zhuǎn)換成cgroup框架可識別的參數(shù)類型。?

進(jìn)一步，將資源需求中的CPU參數(shù)轉(zhuǎn)換成cgroup框架可識別的參數(shù)類型的具體實現(xiàn)為：?

步驟201：預(yù)先為每個物理節(jié)點設(shè)定CPU比例因子k，其用于表示CPU映射比例份額；?