[發明專利]一種面向云平臺的虛擬機資源動態調度系統及方法

有效

• 申請號: 201710338875.6
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN106970831B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 郁建;王亮
• 申請（專利權）人: 金航數碼科技有限責任公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/50;G06F11/30
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種面向云平臺的虛擬機資源動態調度系統，其特征在于：包括資源監控模塊、實時數據分析模塊、遷移判定模塊、待遷移虛擬機選擇模塊和目標主機定位模塊，其中：

(1)資源監控模塊：負責物理主機和虛擬機資源使用情況的實時監控；對云平臺中所有物理主機和其上虛擬機的CPU、內存、網絡帶寬三類資源的資源總量和使用率進行監控，并將獲取的物理主機和虛擬機資源的CPU、內存、網絡帶寬的監控數據與當前時間t傳遞給實時數據分析模塊，并存入到云平臺作為控制節點的物理主機的MongoDB數據庫中；

(2)實時數據分析模塊：負責數據分析統計工作，包括物理主機負載分析和云平臺的數據分析；物理主機負載分析通過從資源監控模塊獲取到的當前物理主機的CPU、內存和網絡帶寬的資源總量和使用率，計算各物理主機的實時負載值，將物理主機的負載值傳遞給遷移判定模塊；云平臺的數據分析是對云平臺的負載均衡度和總能耗進行統計，定期生成負載均衡度和能耗報告是便于對本發明中動態調度方法的效果進行觀察和統計，是否隨著本動態調度方法的運行，改善了云平臺的負載均衡度和總能耗，云平臺的負載均衡度為云平臺中所有物理主機負載值的標準差，總能耗為云平臺中所有物理主機的能耗總和；

(3)遷移判定模塊：接收實時數據分析模塊傳遞過來的各物理主機的負載值，結合負載值歷史數據和預測數據判定物理主機是處于高負載、低負載及正常三個負載狀態中的哪一種，并對物理主機是否需要在此刻遷移進行精準的判定，并將判定結果反饋給云平臺控制節點，得到上限遷移集合S_max和下限遷移集合S_min作為判定結果，為后續資源調度過程提供依據；若遷移判定模塊判定某物理主機無需遷移操作，則將結果反饋給資源監控模塊，由資源監控模塊繼續對該物理主機進行資源監控的行為；

(4)待遷移虛擬機選擇模塊：對遷移判定模塊中負載狀態為高負載或低負載的物理主機進行遷移虛擬機的選擇，對于集合S_max，選擇出最適合的虛擬機組合進行遷移，對物理主機CPU、內存及帶寬使用率的值進行分析，根據當前物理主機超載的情形進行匹配，根據當前物理主機資源超載的情形進行匹配，智能的采用多樣化的虛擬機選擇方案，實現細粒度的選擇，得到上限虛擬機遷移列表VM_Migrate_MAX；對于集合S_min，將集合內每個物理主機的所有虛擬機加入到下限虛擬機遷移列表VM_Migrate_MIN，最終得到下限虛擬機遷移列表VM_Migrate_MIN；

(5)目標主機定位模塊：為待遷移虛擬機選擇模塊得到的虛擬機遷移列表VM_Migrate_MAX和VM_Migrate_MIN中的每個虛擬機選擇適應度最高的物理主機作為遷移的目的主機，并通過云平臺控制節點發送遷移指令進行虛擬機動態遷移操作，遷移工作完成后，將云數據中心中空閑物理主機關閉，在滿足遷移要求的同時，要防止遷移后發生無效遷移和鏈式遷移，滿足遷移后提升云平臺負載均衡度和降低總能耗的要求，若當前沒有適合的物理主機作為某遷移虛擬機的目的主機，則不對該虛擬機進行遷移操作，并將結果反饋給資源監控模塊，由資源監控模塊繼續對該虛擬機的宿主機進行資源監控的行為。

2.根據權利要求1所述的一種面向云平臺的虛擬機資源動態調度系統，其特征在于：所述的資源監控模塊實現過程如下：

(2.1)初始化云平臺下的所有物理主機資源和虛擬機資源；

(2.2)在云平臺都有一個物理主機作為平臺的控制節點，在控制節點上部署并開啟自行編寫的監控Server服務腳本，綁定該控制節點的固定端口，實時與云平臺上其他物理主機進行通信；

(2.3)云平臺上除控制節點外的其他物理主機都作為計算節點，由控制節點負責調度，并與控制節點互相連通，在所有的計算節點和虛擬機內部部署并開啟自行編寫的監控Agent服務腳本，該Agent服務腳本是通過psutil工具獲取所在計算節點或者虛擬機的CPU、內存以及網絡帶寬使用情況，并與Server端通信，將獲取到的監控數據和相應的時間t發送給云平臺的控制節點；

(2.4)控制節點利用當前時間t物理主機的監控數據計算物理主機負載值，并和傳遞過來的虛擬機CPU、內存、網絡帶寬使用率數據一起存入存入控制節點上的MongoDB數據庫進行保存；

(2.5)返回步驟(2.4)繼續監控行為。