[发明专利]一种云计算系统调配GPU资源到虚拟机的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及云计算资源管理领域，更具体地，涉及一种云计算系统调配GPU资源到虚拟机的方法及系统。

背景技术

云计算是一种资源共享的计算模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，云计算提供的资源能够被快速提供和共享复用。

目前云计算系统为社会提供云存储、云物联、云安全、云游戏和虚拟机等相关应用。云计算系统虚拟机也就是“云桌面”，采用云计算的虚拟化技术，把云计算数据中心的计算节点虚拟化成为若干个虚拟机(VM)，远端用户通过网络使用云计算系统中的虚拟机。云桌面具有信息安全、维护方便、节能、快速部署、设备更换频率低、在外办公便捷等特点，得到了广泛应用。然而，普通云桌面不具备独立显卡的功能，在显示3D和高清视频图像难以实现，造成用户使用感受很差。

图形处理器(英语：GraphicsProcessingUnit，缩写：GPU)，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、云计算、工作站、游戏机和一些移动设备上图像运算工作的微处理器。随着云计算的飞速发展，云桌面服务需求越来越大，对云计算的用户感受需求逐渐提高。目前，为了提高云计算系统的虚拟机使用的用户感受度，部分云计算系统也配备了GPU卡，为虚拟机提供图像处理能力。采用一个虚拟机配置一个GPU的通道资源，独立享受GPU资源。然而，云计算系统使用的GPU卡是一个相对昂贵的图像处理部件，一个虚拟机配置固定GPU资源，造成图像处理资源极大浪费，没有体现云计算系统共享资源优势。

为了提高云计算系统的云桌面业务的用户使用感受，而且节省云计算的GPU资源，减少云计算系统的投入，目前尚未有很好的解决办法。本发明就是提高GPU利用效率的一种有效方法。

发明内容

本发明提供一种云计算系统调配GPU资源到虚拟机的方法，该方法解决云计算系统中的虚拟机的图像处理资源提供问题，进而解决图像处理资源浪费的问题。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种云计算系统调配GPU资源到虚拟机的方法，包括以下步骤：

S1：云计算管理系统应用虚拟化技术，把配置在计算节点的GPU卡虚拟化成为若干GPU元，所有GPU元组成一个GPU资源池；

S2：尚未分配GPU资源的虚拟机，在需要使用GPU时，向云计算管理系统发出GPU资源分配请求，该请求包括GPU元的数量和使用时间；

S3：云计算管理系统检测GPU资源池，首先分配与虚拟机同在一个计算节点的空闲GPU元；如果该计算节点目前没有可用的GPU元，则云计算管理系统分配相邻计算节点的空闲GPU元给虚拟机；

S4：虚拟机被分配到GPU元后就会绑定所分配的GPU元，虚拟机就成为拥有GPU资源的虚拟机同时就具备处理3D渲染、高清视频的功能；

S5：云计算管理系统会检测到虚拟机的GPU资源使用到期或虚拟机发出释放GPU资源请求时，云计算管理系统解除虚拟机与GPU元的绑定，释放GPU资源，GPU元重新回归GPU资源池，成为空闲GPU元，虚拟机失去GPU资源同时失去处理3D渲染和高清视频能力。

一种云计算系统，包括：

云计算管理系统，用于管理和控制整个云计算系统的资源；

计算节点，用于为云计算系统提供计算、存储、网络和图像处理的物理资源实体；

虚拟机，采用云计算虚拟化技术在计算节点中构建的虚拟计算机；

GPU，用于为虚拟机提供执行复杂的数学和几何计算，完成2D和3D图形渲染功能的部件。

进一步地，所述的每一计算节点包括一块或多块GPU卡，GPU卡虚拟化成为若干单元的GPU元，所有的GPU元汇合组成GPU资源池，由云计算管理系统统一管理。

进一步地，虚拟机不拥有GPU资源时，不具备高清视频和3D渲染处理能力，当虚拟机需要GPU资源时，向云计算管理系统请求获取GPU资源；虚拟机与GPU元绑定后，组成具有GPU的虚拟机，在计算系统中，同时存在具有GPU资源虚拟机和不具有GPU资源的虚拟机，两者都能正常运行。

进一步地，GPU资源采用共享方式，不需要为每个虚拟机分配固定GPU资源；计算节点的GPU卡虚拟化成为若干GPU元后，虚拟机分享GPU元，实现GPU资源分时复用，实现共享整个云计算系统的GPU资源，实现不同计算节点的GPU元和虚拟机的绑定。