一種虛擬cpu與物理cpu之間的映射方法及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種虛擬CPU與物理CPU之間的映射方法及 電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在虛擬化環(huán)境下，從虛擬機(jī)的角度出發(fā)，是用虛擬CPU執(zhí)行計(jì)算，但實(shí)質(zhì)上，是由 虛擬機(jī)所在的物理主機(jī)的物理CPU執(zhí)行具體的計(jì)算功能。在多核環(huán)境下，存在多個(gè)物理CPU 和多個(gè)虛擬CPU時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如何將虛擬CPU映射至物理CPU的問(wèn)題。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)如何將虛擬CPU映射至物理CPU的問(wèn)題，每個(gè)物理CPU管理一 個(gè)本地可運(yùn)行的虛擬CPU隊(duì)列；每個(gè)虛擬CPU的優(yōu)先級(jí)有2種狀態(tài)：已調(diào)度over和待調(diào)度 under;在調(diào)度時(shí)，調(diào)度器會(huì)優(yōu)先調(diào)度當(dāng)前狀態(tài)為under的虛擬CPU，若此物理CPU的運(yùn)行隊(duì) 列中沒(méi)有優(yōu)先級(jí)為under的虛擬CPU，將從其他CPU的運(yùn)行隊(duì)列中尋找一個(gè)under的虛擬 CPU。
[0004] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中均為under的虛擬CPU可能運(yùn)行相同任務(wù)類(lèi)型的任務(wù)，由于虛擬 CPU與物理CPU的映射未考慮資源競(jìng)爭(zhēng)的因素，常常將相同任務(wù)類(lèi)型的虛擬CPU映射到不同 物理CPU上同時(shí)運(yùn)行，存在資源競(jìng)爭(zhēng)、系統(tǒng)整體性能下降的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種虛擬CPU與物理CPU之間的映射方法及電子設(shè)備，用于解 決現(xiàn)有技術(shù)中虛擬CPU映射到物理CPU時(shí)存在的資源競(jìng)爭(zhēng)、系統(tǒng)整體性能下降的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供一種虛擬CPU與物理CPU之間的映射方法，所述方法應(yīng)用于 多核系統(tǒng)，所述多核系統(tǒng)中包括至少兩個(gè)物理CPU、虛擬機(jī)管理器及至少一個(gè)虛擬機(jī)，所述 虛擬機(jī)管理器運(yùn)行在所述至少兩個(gè)物理CPU中的任一物理CPU上，所述至少一個(gè)虛擬機(jī)中 包括至少兩個(gè)虛擬CPU，所述虛擬機(jī)管理器能夠?qū)⑺鎏摂MCPU映射到所述至少兩個(gè)物理 CPU中的任一物理CPU上運(yùn)行，所述方法包括：
[0007] 在當(dāng)前時(shí)間周期內(nèi)，所述虛擬機(jī)管理器從所述至少兩個(gè)虛擬CPU中獲取待映射的 第一虛擬CPU集合，從所述至少兩個(gè)物理CPU中獲取在下一時(shí)間周期內(nèi)待運(yùn)行任務(wù)最少的 第一物理CPU;
[0008] 所述虛擬機(jī)管理器獲取所述第一虛擬CPU集合中每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值 及所述第一物理CPU的第二特征值，所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值為表征所述第一 虛擬CPU在所述當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí)間周期內(nèi)所映射到的物理CPU在運(yùn)行任務(wù)時(shí)的特 征，所述第二特征值為表征所述第一物理CPU在所述當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí)間周期內(nèi)運(yùn)行 任務(wù)時(shí)的特征；
[0009] 所述虛擬機(jī)管理器從所有的所述第一特征值中獲取與所述第二特征值匹配的目 標(biāo)特征值，并將所述目標(biāo)特征值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)虛擬CPU映射到所述第一物理CPU上運(yùn)行。
[0010] 結(jié)合第一方面，在第一種可能實(shí)施的方式中，所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征 值包括：所述每個(gè)第一虛擬CPU在當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí)間周期內(nèi)的虛擬CPU利用率、所述 第一虛擬CPU所在虛擬機(jī)上的內(nèi)存總線對(duì)應(yīng)的內(nèi)存總線利用率及所述第一虛擬CPU所在虛 擬機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量；
[0011] 所述第一物理CPU的第二特征值包括：第一物理CPU在當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí)間 周期內(nèi)的物理CPU利用率、第一物理CPU在物理主機(jī)上的內(nèi)存總線的內(nèi)存總線利用率及第 一物理CPU在所述物理主機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量。
[0012] 結(jié)合第一方面的第一種可能實(shí)施的方式，在第二種可能實(shí)施的方式中，所述虛擬 機(jī)管理器從所有的所述第一特征值中獲取與所述第二特征值匹配的目標(biāo)特征值，包括 ：
[0013] 根據(jù)所述第二特征值和所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值，分別獲得所述第二 特征值和所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值之間的相似性值；
[0014] 獲取所有相似性值中設(shè)定值域范圍內(nèi)的相似性值對(duì)應(yīng)的第一特征值作為與所述 第二特征值匹配的目標(biāo)特征值。
[0015] 結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)施的方式，在第三種可能實(shí)施的方式中，所述根據(jù) 所述第二特征值和所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值，分別獲得所述第二特征值和所述 每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值之間的相似性值，包括：
[0016] 通過(guò)如下公式獲得所述相似性值：
[0017]DAab =Σ(raj-rbj)2,rajeRa,rbjeRb
[0018] 其中，DAab表示所述相似性值，Ra表示所述一個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值，Rb表 示所述第二特征值，ra]與rb]分別是Ra與Rb中相互對(duì)應(yīng)的任一項(xiàng)參數(shù)：所述虛擬CPU利用 率與所述物理CPU利用率；所述第一虛擬CPU所在虛擬機(jī)上的內(nèi)存總線對(duì)應(yīng)的內(nèi)存總線利 用率與第一物理CPU在物理主機(jī)上的內(nèi)存總線的內(nèi)存總線利用率；所述第一虛擬CPU所在 虛擬機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量與物理CPU在所述物理主機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量；
[0019] 其中，所有相似性值中小于設(shè)定閾值的相似性值對(duì)應(yīng)的第一特征值為所述目標(biāo)特 征值。
[0020] 結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)施的方式，在第四種可能實(shí)施的方式中，所述根據(jù) 所述第二特征值和所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值，分別獲得所述第二特征值和所述 每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值之間的相似性值，包括：
[0021] 通過(guò)如下公式獲得所述相似性值：
[0022]DAab =Σ(ral-rbl)2+[(raK-rbK)/rnaJ2,ral,raKeRa,rbl,rbKeRb
[0023] 其中，DAab表示所述相似性值，Ra表示所述一個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值，Rb表 示所述第二特征值，raK為Ra中所述第一虛擬CPU所在虛擬機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量，rbK為 Rb中物理CPU在物理主機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量，ral與rbl分別是Ra與Rb中除了raK、rbK 以外相互對(duì)應(yīng)的任一項(xiàng)參數(shù)：所述虛擬CPU利用率與所述物理CPU利用率；所述第一虛擬 CHJ所在虛擬機(jī)上的內(nèi)存總線對(duì)應(yīng)的內(nèi)存總線利用率與第一物理CPU在物理主機(jī)上的內(nèi)存 總線的內(nèi)存總線利用率為所有物理CPU的第二特征值中最大第二網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量；
[0024] 其中，所有相似性值中小于設(shè)定閾值的相似性值對(duì)應(yīng)的第一特征值為所述目標(biāo)特 征值。
[0025] 結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)施的方式，在第五種可能實(shí)施的方式中，所述根據(jù) 所述第二特征值和所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值，分別獲得所述第二特征值和所述 每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值之間的相似性值，包括：
[0026] 通過(guò)如下公式獲得所述相似性值：
[0028] 其中，DAab表示所述相似性值，Ra表示所述一個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值，Rb表 示所述第二特征值，ra]與rb]分別是Ra與Rb中相互對(duì)應(yīng)的任一項(xiàng)參數(shù)：所述虛擬CPU利用 率與所述物理CPU利用率；所述第一虛擬CPU所在虛擬機(jī)上的內(nèi)存總線對(duì)應(yīng)的內(nèi)存總線利 用率與第一物理CPU在物理主機(jī)上的內(nèi)存總線的內(nèi)存總線利用率；所述第一虛擬CPU所在 虛擬機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量與第一物理CPU在所述物理主機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量；
[0029] 其中，所有相似性值中大于設(shè)定閾值的相似性值對(duì)應(yīng)的第一特征值為所述目標(biāo)特 征值。
[0030] 結(jié)合第一方面或者第一種至第五種中任一可能實(shí)施的方式，在第六種可能實(shí)施的 方式中，在所述虛擬機(jī)管理器獲取所述第一虛擬CPU集合中每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征 值及所述第一物理CPU的第二特征值之后，所述方法還包括：
[0031] 獲取所述至少兩個(gè)物理CPU中任一物理CPU運(yùn)行時(shí)的最大頻率和最小頻率，及所 述物理CPU運(yùn)行時(shí)在物理主機(jī)上的最大內(nèi)存總線利用率和最小內(nèi)存總線利用率；
[0032] 根據(jù)所述任一物理CPU對(duì)應(yīng)的物理CPU利用率、所述最大頻率、所述最小頻率、所 述最大內(nèi)存總線利用率及最小內(nèi)存總線利用率，獲得所述任一物理CPU當(dāng)前工作需要的目 標(biāo)頻率，并將所述任一物理CPU的當(dāng)前工作頻率調(diào)整為所述目標(biāo)頻率。
[0033] 結(jié)合第一方面的第六種可能實(shí)施的方式，在第七種可能實(shí)施的方式中，所述根據(jù) 所述任一物理CPU對(duì)應(yīng)的第二特征值、所述最大頻率、所述最小頻率、所述最大內(nèi)存總線利 用率及最小內(nèi)存總線利用率，獲得所述任一物理CPU當(dāng)前工作需要的目標(biāo)頻率，具體通過(guò) 如下公式獲得所述目標(biāo)頻率：
[0035] 其中，s(R_)為目標(biāo)頻率，為所述物理CPU利用率，f_為所述物理CPU的最大 頻率，f_為所述物理CPU的最小頻率，Rbus_為所最大內(nèi)存總線利用率，Rbus_為所述最小 內(nèi)存總線利用率。
[0036] 第二方面，本發(fā)明提供一種調(diào)節(jié)物理CPU頻率的方法，包括：
[0037] 獲取物理CPU當(dāng)前的CPU利用率及運(yùn)行參數(shù)；
[0038] 根據(jù)所述CPU利用率及所述運(yùn)行參數(shù)，獲得所述物理CPU當(dāng)前工作需要的目標(biāo)頻 率，并將所述物理CPU的當(dāng)前工作頻率調(diào)整為所述目標(biāo)頻率。
[0039] 結(jié)合第二方面，在第一種可能實(shí)施的方式中，所述運(yùn)行參數(shù)具體包括：
[0040] 所述物理CPU工作時(shí)能夠達(dá)到的最大頻率和最小頻率，及所述物理CPU在物理主 機(jī)上的最大內(nèi)存總線利用率和最小內(nèi)存總線利用率。
[0041] 結(jié)合第二方面的第一種可能實(shí)施的方式，在第二種可能實(shí)施的方式中，所述根據(jù) 所述當(dāng)前CPU利用率及所述運(yùn)行參數(shù)，獲得所述物理CPU當(dāng)前工作需要的目標(biāo)頻率，具體通 過(guò)如下公式獲得所述目標(biāo)頻率：
[0043]其中，s(R_)為目標(biāo)頻率，為所述CPU利用率，f_為所述最大頻率，f_為所 述最小頻率，Rbus_為所述最大內(nèi)存總線利用率，Rbus_為所述最小內(nèi)存總線利用率。
[0044] 第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括：
[0045] 虛擬機(jī)，包含至少一個(gè)虛擬CPU;
[0046] 虛擬機(jī)管理器，所述虛擬機(jī)管理器包含特征獲取模塊和映射模塊；
[0047] 其中，所述特征獲取模塊用于在當(dāng)前時(shí)間周期內(nèi)，所述虛擬機(jī)管理器從所述至少 兩個(gè)虛擬CPU中獲取待映射的第一虛擬CPU集合，從所述至少兩個(gè)物理CPU中獲取在下一 時(shí)間周期內(nèi)待運(yùn)行任務(wù)最少的第一物理CPU;獲取所述第一虛擬CPU集合中每個(gè)第一虛擬 CHJ的第一特征值及所述第一物理CPU的第二特征值，所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征值 為表征所述第一虛擬CPU在所述當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí)間周期內(nèi)所映射到的物理CPU在運(yùn) 行任務(wù)時(shí)的特征，所述第二特征值為表征所述第一物理CPU在所述當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí) 間周期內(nèi)運(yùn)行任務(wù)時(shí)的特征；
[0048] 所述映射模塊用于從所有的所述第一特征值中獲取與所述第二特征值匹配的目 標(biāo)特征值，并將所述目標(biāo)特征值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)虛擬CPU映射到所述第一物理CPU上運(yùn)行。
[0049] 結(jié)合第三方面，在第一種可能實(shí)施的方式中，所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一特征 值包括：所述每個(gè)第一虛擬CPU在當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí)間周期內(nèi)的虛擬CPU利用率、所述 第一虛擬CPU所在虛擬機(jī)上的內(nèi)存總線對(duì)應(yīng)的內(nèi)存總線利用率及所述第一虛擬CPU所在虛 擬機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量；
[0050] 所述第一物理CPU的第二特征值包括：第一物理CPU在當(dāng)前時(shí)間周期的前一時(shí)間 周期內(nèi)的物理CPU利用率、第一物理CPU在物理主機(jī)上的內(nèi)存總線的內(nèi)存總線利用率及第 一物理CPU在所述物理主機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)I/O中斷數(shù)量。
[0051] 結(jié)合第三方面的第一種可能實(shí)施的方式，在第二種可能實(shí)施的方式中，所述映射 模塊具體用于：
[0052] 根據(jù)所述第二特征值和所述每個(gè)第一虛擬CPU的第一