[发明专利]面向QoS的虚拟机网络带宽分配系统

说明书

技术领域

本发明属于计算系统虚拟化技术领域，具体涉及一种面向QoS的虚拟机网络带宽分配系统。

背景技术

随着计算机性能的不断提升，虚拟化技术受到越来越广泛的关注。在传统的计算机环境中，操作系统直接运行在物理硬件上，管理各种硬件资源。虚拟化技术的出现则实现了物理硬件和操作系统的完美分离，使得在一台物理机器上可以模拟出多个服务器，共享一个物理机器的硬件资源。

如何为模拟出的虚拟机分配和管理好硬件资源，提高物理资源利用率的同时保证虚拟机中服务的QoS将是一个关键问题，尤其是网络带宽资源，对于服务器集群的实际应用意义重大。因为随着数据中心规模的不断扩大，服务应用种类的不断增多，虚拟机的网络带宽不能控制、不能按需动态分配将导致：虚拟机网络带宽无法依据服务需求的不同进行必要的控制，相互的带宽竞争将使得服务的功用无法得到保障；虚拟机的网络带宽无法按需进行动态分配，服务在不同时间段所需的网络带宽不一样，严格限制网络带宽无法动态分配，会造成有限硬件资源的浪费。

目前虚拟机的研究工作主要集中在如何虚拟出各种主要硬件资源，关于虚拟机网络带宽的动态分配方面的研究比较少。虚拟化平台Xen仅限于在虚拟机创建时，从配置文件读取一个带宽配置参数，并按照参数值静态地限制虚拟机运行时所能占用的最大网络带宽。该方法导致的问题有：首先，虚拟机运行过程中服务所需的网络带宽，并非虚拟机创建时可以确定的，给定一个带宽配置参数，并按此限制虚拟机运行周期中的网络带宽，无法调整，这将严重丧失网络带宽管理的灵活性；其次，因为虚拟机和宿主机之间语义隔离，网络带宽分配无法感知虚拟机中服务对于网络带宽需求的变化，不能依据服务带宽需求动态分配带宽，服务的QoS无形中会受到很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向QoS的虚拟机网络带宽分配系统，其在不影响虚拟机中网络服务正常连接的基础上，既能保证网络带宽管理的灵活性，又能针对各类服务保证公平性，保证服务的QoS，充分利用网络，减少可能的资源浪费。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种面向QoS的虚拟机网络带宽分配系统，包括使用带宽监控模块、带宽分配方法管理模块以及驱动层带宽调节模块，使用带宽监控模块用于实时监控虚拟机的带宽使用值，整合带宽使用值，用可视化的图形显示控件对整合结果进行显示，并根据整合结果对图形显示控件进行更新，带宽分配方法管理模块用于根据图形显示控件的显示结果接收用户的带宽调节请求，根据带宽调节请求中的设备信息在宿主机上进行设备查找，根据设备查找的结果触发驱动层带宽调节模块执行带宽调节操作，从驱动层带宽调节模块接收带宽调节操作的状态信息，并将带宽调节操作的状态信息返回给用户，驱动层带宽调节模块用于响应带宽分配方法管理模块的触发，调用宿主机上后端设备的设备需要更新状态下的回调方法执行带宽调节操作，在带宽调节操作完成后恢复查找设备的状态，并将带宽调节操作的状态信息返回给带宽分配方法管理模块。

使用带宽监控模块包括使用带宽收集子模块、使用带宽整合子模块以及网页前端显示子模块，使用带宽收集子模块用于根据设定的时间间隔，从proc文件系统中计算出当前的带宽使用值，将带宽使用值存储到在当前虚拟机的数据库中，以供使用带宽整合子模块提取，使用带宽整合子模块用于周期性地从宿主机上所有虚拟机的数据库中提取带宽使用值，将带宽使用值整合成网页前端显示子模块中的图形显示控件可识别的数据集，以供图形显示控件进行更新操作，网页前端显示子模块用于绘制可视化的带宽监控界面，从使用带宽整合子模块接收数据集，根据数据集对带宽监控界面进行实时更新。