[發(fā)明專利]一種面向云平臺(tái)的虛擬機(jī)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710338875.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106970831B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郁建;王亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金航數(shù)碼科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455;G06F9/50;G06F11/30
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

本發(fā)明涉及一種面向云平臺(tái)的虛擬機(jī)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)及方法，為云平臺(tái)的物理資源提供了一種有效的監(jiān)控和管理工具，該方法主要由五個(gè)模塊組成：資源監(jiān)控模塊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊、遷移判定模塊、待遷移虛擬機(jī)選擇模塊以及目標(biāo)主機(jī)定位模塊。本方法通過(guò)對(duì)資源監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、遷移時(shí)機(jī)判定、遷移虛擬機(jī)選擇和目標(biāo)主機(jī)定位五個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)；本發(fā)明具有對(duì)資源的實(shí)時(shí)調(diào)度和管理，提升數(shù)據(jù)中心負(fù)載均衡度，降低能耗的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明基于虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移機(jī)制，涉及一種面向云平臺(tái)的虛擬機(jī)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)及方法，屬于云計(jì)算資源調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，服務(wù)化成為了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，各種生產(chǎn)活動(dòng)的成果逐漸開(kāi)始以服務(wù)的方式提供給用戶使用。云計(jì)算是服務(wù)化趨勢(shì)的重要體現(xiàn)，并以其便利、經(jīng)濟(jì)、易監(jiān)控等特點(diǎn)在全球獲得了飛速的發(fā)展。目前越來(lái)越多的應(yīng)用服務(wù)提供商和中小型企業(yè)選擇把應(yīng)用部署到云平臺(tái)上，這也使得近年來(lái)涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的開(kāi)源云平臺(tái)，比如OpenStack、CloudStack、Eucalyptus、OpenNebula等。

然而這些開(kāi)源云平臺(tái)在資源調(diào)度方面均相對(duì)薄弱，無(wú)法適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的需要。目前云平臺(tái)下的資源調(diào)度領(lǐng)域普遍存在著以下問(wèn)題：

⑴云平臺(tái)對(duì)物理主機(jī)和虛擬機(jī)的監(jiān)控一般通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)控器VMM獲得，這種外部監(jiān)控的方式獲得的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)粒度較粗，且誤差較大；

⑵無(wú)法實(shí)時(shí)的根據(jù)物理主機(jī)的負(fù)載狀況進(jìn)行資源的動(dòng)態(tài)調(diào)整，通常需要人工干預(yù)，缺乏自調(diào)度的機(jī)制；

⑶隨著云平臺(tái)的數(shù)據(jù)逐漸增多，需要的物理主機(jī)逐漸增多，數(shù)據(jù)中心的物理主機(jī)普遍面臨著負(fù)載不均衡的狀況，降低了整個(gè)云平臺(tái)的資源利用率，導(dǎo)致云平臺(tái)總能耗的增加；

⑷目前針對(duì)云平臺(tái)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度方法的研究中，缺乏高效、穩(wěn)定的算法，很容易發(fā)生鏈?zhǔn)竭w移和無(wú)效遷移。

因此，云平臺(tái)下資源的合理調(diào)度是目前云計(jì)算領(lǐng)域面臨的主要難題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題主要集中在以下方面：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用C/S架構(gòu)從虛擬機(jī)和物理主機(jī)內(nèi)部獲取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，改善通過(guò)虛擬機(jī)監(jiān)控器VMM獲取數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問(wèn)題；在云平臺(tái)增加資源動(dòng)態(tài)調(diào)度的機(jī)制，無(wú)需人工干預(yù)，可以根據(jù)物理主機(jī)的負(fù)載狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行內(nèi)部資源的調(diào)整；改善云平臺(tái)的負(fù)載均衡度，使資源在各物理主機(jī)分布均勻，避免因資源過(guò)度集中而對(duì)節(jié)點(diǎn)的性能造成影響，同時(shí)關(guān)閉空閑節(jié)點(diǎn)，節(jié)約電能消耗；提出一套高效、穩(wěn)定的資源動(dòng)態(tài)調(diào)度算法，避免過(guò)度遷移和無(wú)效遷移，提升云平臺(tái)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：面向云平臺(tái)的一種虛擬機(jī)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)，如圖1所示包括：

資源監(jiān)控模塊：負(fù)責(zé)物理主機(jī)和虛擬機(jī)資源使用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控；對(duì)云平臺(tái)中所有物理主機(jī)和其上虛擬機(jī)的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬三類資源的資源總量和使用率進(jìn)行監(jiān)控，并將獲取的物理主機(jī)和虛擬機(jī)資源的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與當(dāng)前時(shí)間t傳遞給實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊，并存入到云平臺(tái)作為控制節(jié)點(diǎn)的物理主機(jī)的MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)中；

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)工作，包括物理主機(jī)負(fù)載分析和云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析；物理主機(jī)負(fù)載分析通過(guò)從資源監(jiān)控模塊獲取到的當(dāng)前物理主機(jī)的CPU、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)帶寬的資源總量和使用率，計(jì)算各物理主機(jī)的實(shí)時(shí)負(fù)載值，將物理主機(jī)的負(fù)載值傳遞給遷移判定模塊；云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析是對(duì)云平臺(tái)的負(fù)載均衡度和總能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，注：云平臺(tái)的負(fù)載均衡度為云平臺(tái)中所有物理主機(jī)負(fù)載值的標(biāo)準(zhǔn)差，總能耗為云平臺(tái)中所有物理主機(jī)的能耗總和。物理主機(jī)的負(fù)載、能耗指標(biāo)與CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬的關(guān)系見(jiàn)后文具體實(shí)施方式中的關(guān)鍵概念說(shuō)明。定期生成負(fù)載均衡度和能耗報(bào)告是便于對(duì)本發(fā)明中動(dòng)態(tài)調(diào)度方法的效果進(jìn)行觀察和統(tǒng)計(jì)，是否隨著本動(dòng)態(tài)調(diào)度方法的運(yùn)行，改善了云平臺(tái)的負(fù)載均衡度和總能耗。