專利名稱：服務(wù)器資源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算系統(tǒng)虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種基于虛擬化技術(shù)的服務(wù)器資源管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的基于虛擬化技術(shù)的服務(wù)器資源管理調(diào)度系統(tǒng)是將虛擬機(jī)工作環(huán)境(包括可承載應(yīng)用的虛擬機(jī)以及對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行管控的虛擬機(jī)管理器)作為物理服務(wù)器上的運(yùn)行實(shí)體，利用虛擬機(jī)的空間特征(特征包括其占用的CPU數(shù)、內(nèi)存大小等)，依據(jù)虛擬機(jī)資源使用量，盡量將虛擬機(jī)運(yùn)行于有限的物理服務(wù)器上，通過(guò)減少實(shí)際運(yùn)行的物理服務(wù)器數(shù)量來(lái)提高資源利用率，并降低系統(tǒng)能耗。通過(guò)深入研究我們發(fā)現(xiàn)，虛擬機(jī)它不僅具有空間特征，同時(shí)它還具有一定的時(shí)間特征，即虛擬機(jī)的狀態(tài)會(huì)隨著時(shí)間推移發(fā)生有規(guī)律的變化，將這種隨時(shí)間變化的特征定義為虛擬機(jī)的生命周期?，F(xiàn)有的基于虛擬化的服務(wù)器資源管理系統(tǒng)更多是依據(jù)虛擬機(jī)的空間特性進(jìn)行資源的管理調(diào)度，這必然會(huì)帶來(lái)一定的弊端。例如被遷移的虛擬機(jī)處于其生命周期的末端(用戶預(yù)留虛擬機(jī)的使用時(shí)間段即將結(jié)束)，或者生命周期非常短暫(虛擬機(jī)上運(yùn)行著一個(gè)短暫的并行子任務(wù)，子任務(wù)結(jié)束時(shí)虛擬機(jī)銷(xiāo)毀)那么將其作為遷移對(duì)象會(huì)造成虛擬機(jī)重分布效果的失效，即遷移即將銷(xiāo)毀的虛擬機(jī)不僅達(dá)不到減少物理服務(wù)器數(shù)量的效果，反而會(huì)帶來(lái)額外的CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)等開(kāi)銷(xiāo)，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的 “系統(tǒng)震蕩”現(xiàn)象。造成上述失效的根本原因在于，現(xiàn)有的服務(wù)器資源調(diào)度系統(tǒng)沒(méi)有考慮虛擬機(jī)的時(shí)間特征即虛擬機(jī)的生命周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種服務(wù)器資源管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠有效避免虛擬機(jī)重分布效果失效造成的系統(tǒng)額外開(kāi)銷(xiāo)，從而優(yōu)化現(xiàn)有的資源調(diào)度方式，提高了服務(wù)器資源利用率。本發(fā)明提供了一種服務(wù)器資源管理系統(tǒng)，包括用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊、用戶管理模塊、 虛擬機(jī)特性分析模塊、虛擬機(jī)位置決策模塊以及多個(gè)監(jiān)控執(zhí)行模塊，監(jiān)控執(zhí)行模塊與用戶管理模塊和虛擬機(jī)特性分析模塊通信；用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊用于顯示虛擬機(jī)工作環(huán)境所能提供的資源服務(wù)，接收用戶的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，對(duì)服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)處理，并將其傳遞到用戶管理模塊；用戶管理模塊用于接收服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，并將服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊；監(jiān)控執(zhí)行模塊用于監(jiān)控虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息，并將虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊；虛擬機(jī)特性分析模塊用于接收來(lái)自用戶管理模塊的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，以及來(lái)自監(jiān)控執(zhí)行模塊的虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息，根據(jù)服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求和虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息來(lái)判斷虛擬機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)，并將當(dāng)前狀態(tài)和轉(zhuǎn)化趨勢(shì)傳遞到虛擬機(jī)位置決策模塊；虛擬機(jī)位置決策模塊用于根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)生成虛擬機(jī)分布信息，并將虛擬機(jī)分布信息傳遞到監(jiān)控執(zhí)行模塊。用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊包括用戶管理訪問(wèn)子模塊和用戶信息服務(wù)子模塊，用戶管理訪問(wèn)子模塊用于提供用戶注冊(cè)、登陸和認(rèn)證界面，接收新用戶的注冊(cè)、登陸和認(rèn)證請(qǐng)求，并將其傳遞到用戶管理模塊，信息服務(wù)訪問(wèn)子模塊用于提供資源服務(wù)的注冊(cè)和查詢界面，接收用戶的注冊(cè)和查詢請(qǐng)求，并將其傳遞到用戶管理模塊。用戶管理模塊包括用戶注冊(cè)子模塊、用戶登陸認(rèn)證子模塊和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶注冊(cè)子模塊用于接收并處理新用戶的注冊(cè)請(qǐng)求，并將注冊(cè)請(qǐng)求中新用戶的相關(guān)信息保存在用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶登陸認(rèn)證子模塊用于接收用戶的登陸和認(rèn)證請(qǐng)求，通過(guò)與用戶數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，用戶數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)用戶的相關(guān)信息，并將相關(guān)信息中用戶歷史信息和本次預(yù)約時(shí)間信息傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊和虛擬機(jī)位置決策模塊。虛擬機(jī)特性分析模塊根據(jù)虛擬機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)以及用戶歷史信息計(jì)算虛擬機(jī)閑置系數(shù)，并根據(jù)虛擬機(jī)閑置系數(shù)預(yù)測(cè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)。監(jiān)控執(zhí)行模塊還用于根據(jù)虛擬機(jī)分布信息遷移虛擬機(jī)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括(1)本發(fā)明利用定量計(jì)算的方式來(lái)描繪虛擬機(jī)的閑置程度，使管理員按照用戶需求靈活地處理各種不同用途的虛擬機(jī)。(2)將虛擬機(jī)生命周期特性應(yīng)用于服務(wù)器資源的管理調(diào)度系統(tǒng)中，提出了基于虛擬機(jī)生命周期的服務(wù)器資源管理方法，在虛擬機(jī)放置、遷移等策略中引入虛擬機(jī)狀態(tài)特征作為決策依據(jù)，提高了服務(wù)器資源管理的效率，降低了資源調(diào)度的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。(3)整個(gè)資源管理調(diào)度過(guò)程涉及到各模塊之間的通信、底層虛擬機(jī)平臺(tái)的種類等， 這些對(duì)管理員來(lái)說(shuō)是完全透明的，不需要參與其中。


圖1是本發(fā)明服務(wù)器資源管理系統(tǒng)的示意框圖。圖2是本發(fā)明服務(wù)器資源管理系統(tǒng)的細(xì)化框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的服務(wù)器資源管理系統(tǒng)包括用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊1、用戶管理模塊2，虛擬機(jī)特性分析模塊3、虛擬機(jī)位置決策模塊4以及多個(gè)監(jiān)控執(zhí)行模塊5。監(jiān)控執(zhí)行模塊5與用戶管理模塊2和虛擬機(jī)特性分析模塊3通信。用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊1用于顯示虛擬機(jī)工作環(huán)境所能提供的資源服務(wù)，接收用戶的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，對(duì)服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)處理，并將其傳遞到用戶管理模塊2。用戶管理模塊2用于接收服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，并將服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊3。監(jiān)控執(zhí)行模塊5用于監(jiān)控虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息，并將虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊3。虛擬機(jī)特性分析模塊3用于接收來(lái)自用戶管理模塊2的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，以及來(lái)自監(jiān)控執(zhí)行模塊5的虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息，根據(jù)服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求和虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息來(lái)判斷虛擬機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)，并將當(dāng)前狀態(tài)和轉(zhuǎn)化趨勢(shì)傳遞到虛擬機(jī)位置決策模塊4。具體地說(shuō)，虛擬機(jī)特性分析模塊3根據(jù)虛擬機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)以及用戶歷史信息計(jì)算虛擬機(jī)閑置系數(shù)，并根據(jù)虛擬機(jī)閑置系數(shù)預(yù)測(cè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)。虛擬機(jī)位置決策模塊4用于根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)生成虛擬機(jī)分布信息，并將虛擬機(jī)分布信息傳遞到監(jiān)控執(zhí)行模塊5。虛擬機(jī)分布信息指示遷移狀態(tài)的轉(zhuǎn)化可能性最小的虛擬機(jī)。虛擬機(jī)位置決策模塊4主要以虛擬機(jī)特性分析模塊3的結(jié)論作為基礎(chǔ)，并能很好的與系統(tǒng)原有的以虛擬機(jī)的空間特性為依據(jù)服務(wù)器資源調(diào)度方式融合，在充分發(fā)揮原有調(diào)度方式的同時(shí)，更為精確和細(xì)化的調(diào)度相對(duì)緊張的某些計(jì)算資源，并能夠通過(guò)在不影響用戶的情況下，合理暫停閑置虛擬機(jī)的方式，充分的釋放閑置的資源，使資源利用率大大提
尚ο監(jiān)控執(zhí)行模塊5還用于根據(jù)虛擬機(jī)分布信息遷移虛擬機(jī)。如圖2所示，用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊1包括用戶管理訪問(wèn)子模塊11和用戶信息服務(wù)子模塊12。用戶管理訪問(wèn)子模塊11用于提供用戶注冊(cè)、登陸和認(rèn)證界面，接收新用戶的注冊(cè)、登陸和認(rèn)證請(qǐng)求，并將其傳遞到用戶管理模塊2。信息服務(wù)訪問(wèn)子模塊12用于提供資源服務(wù)的注冊(cè)和查詢界面，接收用戶的資源服務(wù)的注冊(cè)和查詢請(qǐng)求，并將其傳遞到用戶管理模塊2。用戶管理模塊2包括用戶注冊(cè)子模塊21、用戶登陸認(rèn)證子模塊22和用戶數(shù)據(jù)庫(kù) 23。用戶注冊(cè)子模塊21用于接收并處理新用戶的注冊(cè)請(qǐng)求，并將注冊(cè)請(qǐng)求中新用戶的相關(guān)信息保存在用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23中。用戶登陸認(rèn)證子模塊22用于接收用戶的登陸和認(rèn)證請(qǐng)求和用戶的資源服務(wù)的注冊(cè)和查詢請(qǐng)求，通過(guò)與用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23進(jìn)行交互對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證。用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23用于存儲(chǔ)用戶的相關(guān)信息，并將相關(guān)信息中用戶歷史信息和本次預(yù)約時(shí)間信息傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊3和虛擬機(jī)位置決策模塊4。本發(fā)明的工作原理如下首先用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊1接收用戶的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，并將其傳遞到用戶管理模塊 2。模塊2中用戶注冊(cè)子模塊21接收并處理由用戶管理訪問(wèn)子模塊11提供的新用戶的注冊(cè)請(qǐng)求，并將注冊(cè)請(qǐng)求中新用戶的相關(guān)信息保存在用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23中；用戶登陸認(rèn)證子模塊22 接收由用戶管理訪問(wèn)子模塊11提供的用戶的登陸和認(rèn)證請(qǐng)求，通過(guò)與用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23進(jìn)行交互，對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證。與此同時(shí)用戶登陸認(rèn)證子模塊22接收由信息服務(wù)訪問(wèn)子模塊12提供的用戶的資源服務(wù)的注冊(cè)和查詢請(qǐng)求，通過(guò)與用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23進(jìn)行交互，對(duì)用戶的資源申請(qǐng)或使用情況進(jìn)行查詢；用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23用于存儲(chǔ)用戶的相關(guān)信息，并將相關(guān)信息中用戶歷史信息和本次預(yù)約時(shí)間信息傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊3和虛擬機(jī)位置決策模塊 4。監(jiān)控執(zhí)行模塊5監(jiān)控虛擬機(jī)的各類資源使用情況(包括其占用的CPU數(shù)、CPU利用率、內(nèi)存大小等)并將其傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊3。虛擬機(jī)特性分析模塊3分析和判定各個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢(shì)。采用定量計(jì)算虛擬機(jī)閑置系數(shù)來(lái)形象具體的表達(dá)虛擬機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程。閑置系數(shù)由虛擬機(jī)已閑置時(shí)間，虛擬機(jī)的剩余預(yù)約時(shí)間，和虛擬機(jī)用戶的歷史信息等多方面決定。虛擬機(jī)閑置系數(shù)描述了虛擬機(jī)當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢(shì)在整個(gè)虛擬機(jī)生命周期過(guò)程中的轉(zhuǎn)化規(guī)律。虛擬機(jī)位置決策模塊4接收到由虛擬機(jī)特性分析模塊3產(chǎn)生的虛擬機(jī)當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)化趨勢(shì)信息，生成全新的虛擬機(jī)分布信息，并將虛擬機(jī)分布信息傳遞到所述監(jiān)控執(zhí)行模塊5進(jìn)行操作執(zhí)行，同步更新用戶數(shù)據(jù)庫(kù)23中關(guān)于用戶資源使用信息。
權(quán)利要求
1.一種服務(wù)器資源管理系統(tǒng)，包括用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊、用戶管理模塊、虛擬機(jī)特性分析模塊、虛擬機(jī)位置決策模塊以及多個(gè)監(jiān)控執(zhí)行模塊，其特征在于所述監(jiān)控執(zhí)行模塊與所述用戶管理模塊和所述虛擬機(jī)特性分析模塊通信； 所述用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊用于顯示虛擬機(jī)工作環(huán)境所能提供的資源服務(wù)，接收用戶的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，對(duì)所述服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)處理，并將其傳遞到所述用戶管理模塊；所述用戶管理模塊用于接收所述服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，并將所述服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求傳遞到所述虛擬機(jī)特性分析模塊；所述監(jiān)控執(zhí)行模塊用于監(jiān)控所述虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息，并將所述虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息傳遞到所述虛擬機(jī)特性分析模塊；所述虛擬機(jī)特性分析模塊用于接收來(lái)自所述用戶管理模塊的所述服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，以及來(lái)自所述監(jiān)控執(zhí)行模塊的所述虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息，根據(jù)所述服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求和所述虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息來(lái)判斷虛擬機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)，并將所述當(dāng)前狀態(tài)和轉(zhuǎn)化趨勢(shì)傳遞到所述虛擬機(jī)位置決策模塊；所述虛擬機(jī)位置決策模塊用于根據(jù)所述當(dāng)前狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)生成虛擬機(jī)分布信息，并將所述虛擬機(jī)分布信息傳遞到所述監(jiān)控執(zhí)行模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的服務(wù)器資源管理系統(tǒng)，其特征在于所述用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊包括用戶管理訪問(wèn)子模塊和用戶信息服務(wù)子模塊； 所述用戶管理訪問(wèn)子模塊用于提供用戶注冊(cè)、登陸和認(rèn)證界面，接收新用戶的注冊(cè)、登陸和認(rèn)證請(qǐng)求，并將其傳遞到所述用戶管理模塊；所述信息服務(wù)訪問(wèn)子模塊用于提供所述資源服務(wù)的注冊(cè)和查詢界面，接收新用戶的注冊(cè)和查詢請(qǐng)求，并將其傳遞到所述用戶管理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的服務(wù)器資源管理系統(tǒng)，其特征在于所述用戶管理模塊包括用戶注冊(cè)子模塊、用戶登陸認(rèn)證子模塊和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)； 用戶注冊(cè)子模塊用于接收并處理所述新用戶的注冊(cè)請(qǐng)求，并將所述注冊(cè)請(qǐng)求中所述新用戶的相關(guān)信息保存在所述用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中；用戶登陸認(rèn)證子模塊用于接收用戶的登陸和認(rèn)證請(qǐng)求，通過(guò)與所述用戶數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證；所述用戶數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)用戶的相關(guān)信息，并將所述相關(guān)信息中用戶歷史信息和本次預(yù)約時(shí)間信息傳遞到所述虛擬機(jī)特性分析模塊和所述虛擬機(jī)位置決策模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的服務(wù)器資源管理系統(tǒng)，其特征在于所述虛擬機(jī)特性分析模塊根據(jù)所述虛擬機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)以及所述用戶歷史信息計(jì)算虛擬機(jī)閑置系數(shù)，并根據(jù)所述虛擬機(jī)閑置系數(shù)預(yù)測(cè)所述狀態(tài)的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的服務(wù)器資源管理系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控執(zhí)行模塊還用于根據(jù)所述虛擬機(jī)分布信息遷移所述虛擬機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種服務(wù)器資源管理系統(tǒng)，包括用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊、用戶管理模塊，虛擬機(jī)特性分析模塊、虛擬機(jī)位置決策模塊以及多個(gè)監(jiān)控執(zhí)行模塊，監(jiān)控執(zhí)行模塊與用戶管理模塊和虛擬機(jī)特性分析模塊通信；用戶統(tǒng)一訪問(wèn)模塊用于顯示虛擬機(jī)工作環(huán)境所能提供的資源服務(wù)，接收用戶的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，對(duì)服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行預(yù)處理，并將其傳遞到用戶管理模塊；用戶管理模塊用于接收服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，并將服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊；監(jiān)控執(zhí)行模塊用于監(jiān)控虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息，并將虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息傳遞到虛擬機(jī)特性分析模塊；虛擬機(jī)特性分析模塊用于接收來(lái)自用戶管理模塊的服務(wù)訪問(wèn)請(qǐng)求，以及來(lái)自監(jiān)控執(zhí)行模塊的虛擬機(jī)工作環(huán)境的信息。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102333088SQ20111028833
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉瑛, 吳松, 石宣化, 金海 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)