[發明專利]混合編排系統及超融合架構下虛擬機容器資源混合編排方法

有效

• 申請號: 202210432176.9
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114816665B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 何育華;徐文豪;王弘毅;張凱
• 申請（專利權）人: 北京志凌海納科技有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京繪聚高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11832
• 代理人: 汪帆

本發明實施例公開了一種混合編排系統及超融合架構下虛擬機容器資源混合編排方法，其中混合編排系統用于在執行創建虛擬機時，將VM?POD資源請求中包含的CPU、內存及存儲信息轉換為當前虛擬機的同規格POD描述請求，并將轉化后的同規格POD描述請求通過當前kubernetes虛擬機本身的編排功能進行執行調度操作。本發明通過可以實現在同一個kubernetes環境下管理虛擬機和容器兩種資源進而可以根據用戶需求最大化的利用超融合環境下的CPU及內存資源，降低多云類型環境的使用成本。

技術領域

本發明涉及虛擬機存儲技術領域，尤其涉及一種混合編排系統及超融合架構下虛擬機容器資源混合編排方法。

背景技術

超融合基礎架構是一種將計算、網絡和存儲等資源作為基礎設施進行整合，可以根據具體業務系統需求進行選擇組合和自定義，方便快捷地進行數據中心搭建和業務系統部署的一種技術架構。具體實現方式上一般是在單元節點(x86服務器)中融入軟件虛擬化技術(包括計算、網絡、存儲、安全等虛擬化)，而每一個單元節點可以通過網絡聚合起來，實現模塊化的無縫橫向擴展(scale-out)，構建統一的資源池。

虛擬機和容器是當前主流的虛擬化技術。虛擬機指通過軟件模擬的、具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。虛擬化技術的實現主要依賴虛擬化管理程序(virtual machine manager,VMM)，它是一層位于操作系統和計算機硬件之間的代碼，用來將硬件平臺分割成多個虛擬機。VMM運行在特權模式，主要作用是隔離并且管理上層運行的多個虛擬機，仲裁它們對底層硬件的訪問，并為每個客戶操作系統虛擬一套獨立于實際硬件的虛擬硬件環境(包括處理器、內存、I/O設備)。目前主流的VMM產品為linux開源系統生態下的基于LIBVIRT/QEMU/KVM套件如Openstack,Cloudstack等，以及VMware Inc公司的ESXi商業軟件等。

容器技術則是一種沙盒技術，可以將應用運行在其中，與外界隔離，這個沙盒可以被方便地“轉移”。本質上，容器就是一種特殊的進程。通過在創建容器進程的時候，指定了這個進程所需要啟用的一組命名空間(namespace)參數，進而讓該容器進程只能看到當前namespace所限定的資源、文件、設備、狀態或配置。容器技術是一種相對新穎的虛擬化技術，目前主流的容器技術主要為圍繞containerd容器引擎模塊構建的docker、Podman等軟件，以及容器編排平臺Kubernetes。需要特別指出kubernetes是目前主流的容器計算資源編排平臺。

在圖1所示的虛擬機虛擬化架構圖下，每個虛擬機在Hypervisor的管理下擁有自己獨立的客戶操作系統，互不干擾，在每個客戶操作系統之上可以運行獨立軟件和應用。在圖2中，容器則在containerd引擎的控制下，直接運行在宿主機的操作系統之上，多個container可以共享主機操作系統。相比之下，虛擬機架構安全，隔離性強；容器則輕便，開銷小，易于快速部署和啟動。

虛擬機管理程序(VMM)通過對硬件設備的模擬向用戶提供與物理機相同的功能，并且基于硬件的資源隔離保證了虛擬機的安全性。商業用戶趨向于將其核心業務運行在虛擬機上。隨著技術的發展，微服務架構的提出，容器的輕量化和低開銷特性使得其被越來越多的使用。虛擬機和容器各有優勢，目前在超融合環境使用情境中都是必然存在的。如何實現虛擬機與容器在超融合集群中共同部署是當前超融合架構中的一個重要研究方向。目前市場上成熟的虛擬機和容器混合編排方案有兩種，第一類是將容器運行于虛擬機之上，第二類是將虛擬機和容器分別運行在不同的超融合集群中(參見圖3)。

為了能統一管理虛擬機和容器，開源社區目前提供了另一種思路，即將虛擬機進程運行在一個容器中，代表性的項目為redhat公司提供的kubevirt。使用kubevirt,用戶可以通過創建容器的方式來啟動一個虛擬機，這樣只需要一種資源編排系統(kubernetes)即可達到統一管理編排資源的目的。對于兩種成熟的方案：將容器運行在虛擬機內部，通過兩層不同的資源編排系統管理虛擬機和容器兩種資源。