[發(fā)明專利]一種基于軟件定義的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811453945.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109614229B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洋;葉志勇;須成忠
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/455
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 吳乃壯

本申請涉及一種基于軟件定義的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)。所述基于軟件定義的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)，包括物理主機(jī)，所述物理主機(jī)包括虛擬機(jī)和中心網(wǎng)絡(luò)控制器；所述中心網(wǎng)絡(luò)控制器用于為所述虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)I/O操作設(shè)置可編程控制面板，通過所述可編程控制面板對所述虛擬機(jī)的網(wǎng)卡資源分配情況進(jìn)行標(biāo)記，并將所述可編程控制面板安裝到虛擬機(jī)上，所述中心網(wǎng)絡(luò)控制器基于虛擬機(jī)的標(biāo)記，通過軟件定義的方式控制所述虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)I/O操作。本申請結(jié)合了半虛擬化和單根I/O虛擬化各自的優(yōu)點(diǎn)，可以使用任何調(diào)度策略根據(jù)虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)感知虛擬機(jī)的負(fù)載狀態(tài)，并動態(tài)調(diào)度虛擬機(jī)的網(wǎng)卡資源，既能提升虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)性能，又保證了虛擬機(jī)的可擴(kuò)展性和管理性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于軟件定義的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)資源是一種稀缺、引起高度競爭的資源。由于數(shù)據(jù)中心計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，集群中多個計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間需要節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸和通信協(xié)作以共同完成計(jì)算任務(wù)，特別是針對基于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用服務(wù)，為了完成一個請求，需要在應(yīng)用服務(wù)器間頻繁通信和數(shù)據(jù)交換，這使得多個服務(wù)器之間在原本稀缺的網(wǎng)絡(luò)資源存在高度競爭。此外，由于數(shù)據(jù)中心計(jì)算節(jié)點(diǎn)與存儲節(jié)點(diǎn)的分離，數(shù)據(jù)存儲與讀取本質(zhì)上也變成了對網(wǎng)絡(luò)訪問操作，加重了網(wǎng)絡(luò)I/O的負(fù)重。因此，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)資源的合理調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)性能的提升是急需解決的一個問題。

針對于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)性能的提升，網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化是解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)。目前幾種主流的網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化方式包括：

1)、半虛擬化方式具有良好的網(wǎng)絡(luò)管理性和可擴(kuò)展性，但因?yàn)槠銲/O請求路徑較長導(dǎo)致其性能較差；

2)、硬件輔助的虛擬化方式無論是Pass-through技術(shù)還是單根I/O虛擬化技術(shù)都繞過了虛擬機(jī)監(jiān)控器的干預(yù)，能夠達(dá)到接近物理機(jī)的I/O性能，但其使虛擬機(jī)單獨(dú)占用I/O設(shè)備降低了硬件復(fù)用性和軟件的可擴(kuò)展性。

3)、基于混合I/O模式的方法被提出以優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)性能，主要是想尋找一種方式以結(jié)合半虛擬化靈活的網(wǎng)絡(luò)管理功能和單根I/O虛擬化的高性能。但是由于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性以及缺乏對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的總體感知，用戶或網(wǎng)絡(luò)管理員很難對虛擬網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的調(diào)度和優(yōu)化。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中，對于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化的部署在以下兩個方面存在著一些局限：首先是虛擬機(jī)監(jiān)控器的網(wǎng)絡(luò)I/O操作缺少自身在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中的全局角色感知，失去了提升某些網(wǎng)絡(luò)密集型虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能的機(jī)會，而使其他一些非網(wǎng)絡(luò)密集型的虛擬機(jī)沒必要占用性能更好的單根I/O虛擬化網(wǎng)卡資源；其次，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)I/O操作對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的感知應(yīng)對策略缺乏靈活性，即目前很多數(shù)據(jù)中心為虛擬機(jī)分配網(wǎng)卡資源時是采樣靜態(tài)固定分配的方式，缺少靈活的動態(tài)控制，不能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化而給不同網(wǎng)絡(luò)類型的虛擬機(jī)分配不同的網(wǎng)卡資源，從而影響了系統(tǒng)整體的網(wǎng)絡(luò)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N基于軟件定義的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)，旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┝巳缦录夹g(shù)方案：

一種基于軟件定義的虛擬網(wǎng)絡(luò)資源分配系統(tǒng)，包括物理主機(jī)，所述物理主機(jī)包括虛擬機(jī)和中心網(wǎng)絡(luò)控制器；所述中心網(wǎng)絡(luò)控制器用于為所述虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)I/O操作設(shè)置可編程控制面板，通過所述可編程控制面板對所述虛擬機(jī)的網(wǎng)卡資源分配情況進(jìn)行標(biāo)記，并將所述可編程控制面板安裝到虛擬機(jī)上，所述中心網(wǎng)絡(luò)控制器基于虛擬機(jī)的標(biāo)記，通過軟件定義的方式控制所述虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)I/O操作。

本申請實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述可編程控制面板通過中心網(wǎng)絡(luò)控制器制定規(guī)則表格和觸發(fā)表格進(jìn)行虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)I/O控制：

規(guī)則表格：用于基于標(biāo)簽機(jī)制記錄所述虛擬機(jī)網(wǎng)卡資源的分配規(guī)則和策略，并使用標(biāo)簽對所述虛擬機(jī)的網(wǎng)卡資源分配情況進(jìn)行標(biāo)記；

觸發(fā)表格：用于基于動作觸發(fā)機(jī)制記錄性能觸發(fā)器。