[发明专利]一种面向云平台的虚拟机资源动态调度系统及方法

说明书

本发明涉及一种面向云平台的虚拟机资源动态调度系统及方法，为云平台的物理资源提供了一种有效的监控和管理工具，该方法主要由五个模块组成：资源监控模块、实时数据分析模块、迁移判定模块、待迁移虚拟机选择模块以及目标主机定位模块。本方法通过对资源监控、数据分析、迁移时机判定、迁移虚拟机选择和目标主机定位五个过程实现；本发明具有对资源的实时调度和管理，提升数据中心负载均衡度，降低能耗的优点。

技术领域

本发明基于虚拟机动态迁移机制，涉及一种面向云平台的虚拟机资源动态调度系统及方法，属于云计算资源调度技术领域。

背景技术

随着经济的发展，服务化成为了产业发展的必然趋势，各种生产活动的成果逐渐开始以服务的方式提供给用户使用。云计算是服务化趋势的重要体现，并以其便利、经济、易监控等特点在全球获得了飞速的发展。目前越来越多的应用服务提供商和中小型企业选择把应用部署到云平台上，这也使得近年来涌现出了一批优秀的开源云平台，比如OpenStack、CloudStack、Eucalyptus、OpenNebula等。

然而这些开源云平台在资源调度方面均相对薄弱，无法适应实际生产的需要。目前云平台下的资源调度领域普遍存在着以下问题：

⑴云平台对物理主机和虚拟机的监控一般通过虚拟机监控器VMM获得，这种外部监控的方式获得的监控数据粒度较粗，且误差较大；

⑵无法实时的根据物理主机的负载状况进行资源的动态调整，通常需要人工干预，缺乏自调度的机制；

⑶随着云平台的数据逐渐增多，需要的物理主机逐渐增多，数据中心的物理主机普遍面临着负载不均衡的状况，降低了整个云平台的资源利用率，导致云平台总能耗的增加；

⑷目前针对云平台资源动态调度方法的研究中，缺乏高效、稳定的算法，很容易发生链式迁移和无效迁移。

因此，云平台下资源的合理调度是目前云计算领域面临的主要难题之一。

发明内容

本发明解决的问题主要集中在以下方面：克服现有技术的不足，采用C/S架构从虚拟机和物理主机内部获取监控数据，改善通过虚拟机监控器VMM获取数据不准确的问题；在云平台增加资源动态调度的机制，无需人工干预，可以根据物理主机的负载状态实时进行内部资源的调整；改善云平台的负载均衡度，使资源在各物理主机分布均匀，避免因资源过度集中而对节点的性能造成影响，同时关闭空闲节点，节约电能消耗；提出一套高效、稳定的资源动态调度算法，避免过度迁移和无效迁移，提升云平台运行的稳定性。

本发明的技术解决方案：面向云平台的一种虚拟机资源动态调度系统，如图1所示包括：

资源监控模块：负责物理主机和虚拟机资源使用情况的实时监控；对云平台中所有物理主机和其上虚拟机的CPU、内存、网络带宽三类资源的资源总量和使用率进行监控，并将获取的物理主机和虚拟机资源的CPU、内存、网络带宽的监控数据与当前时间t传递给实时数据分析模块，并存入到云平台作为控制节点的物理主机的MongoDB数据库中；

实时数据分析模块：负责数据分析统计工作，包括物理主机负载分析和云平台的数据分析；物理主机负载分析通过从资源监控模块获取到的当前物理主机的CPU、内存和网络带宽的资源总量和使用率，计算各物理主机的实时负载值，将物理主机的负载值传递给迁移判定模块；云平台的数据分析是对云平台的负载均衡度和总能耗进行统计，注：云平台的负载均衡度为云平台中所有物理主机负载值的标准差，总能耗为云平台中所有物理主机的能耗总和。物理主机的负载、能耗指标与CPU、内存、网络带宽的关系见后文具体实施方式中的关键概念说明。定期生成负载均衡度和能耗报告是便于对本发明中动态调度方法的效果进行观察和统计，是否随着本动态调度方法的运行，改善了云平台的负载均衡度和总能耗。