[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

摘要

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。

主权项

1.一种面向云平台的虚拟机资源动态调度系统，其特征在于：包括资源监控模块、实时数据分析模块、迁移判定模块、待迁移虚拟机选择模块和目标主机定位模块，其中：(1)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；(2)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，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，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；(3)迁移判定模块：接收实时数据分析模块传递过来的各物理主机的负载值，结合负载值历史数据和预测数据判定物理主机是处于高负载、低负载及正常三个负载状态中的哪一种，并对物理主机是否需要在此刻迁移进行精准的判定，并将判定结果反馈给云平台控制节点，得到上限迁移集合S_max和下限迁移集合S_min作为判定结果，为后续资源调度过程提供依据；若迁移判定模块判定某物理主机无需迁移操作，则将结果反馈给资源监控模块，由资源监控模块继续对该物理主机进行资源监控的行为；(4)待迁移虚拟机选择模块：对迁移判定模块中负载状态为高负载或低负载的物理主机进行迁移虚拟机的选择，对于集合S_max，选择出最适合的虚拟机组合进行迁移，对物理主机CPU、内存及带宽使用率的值进行分析，根据当前物理主机超载的情形进行匹配，根据当前物理主机资源超载的情形进行匹配，智能的采用多样化的虚拟机选择方案，实现细粒度的选择，得到上限虚拟机迁移列表VM_Migrate_MAX；对于集合S_min，将集合内每个物理主机的所有虚拟机加入到下限虚拟机迁移列表VM_Migrate_MIN，最终得到下限虚拟机迁移列表VM_Migrate_MIN；(5)目标主机定位模块：为待迁移虚拟机选择模块得到的虚拟机迁移列表VM_Migrate_MAX和VM_Migrate_MIN中的每个虚拟机选择适应度最高的物理主机作为迁移的目的主机，并通过云平台控制节点发送迁移指令进行虚拟机动态迁移操作，迁移工作完成后，将云数据中心中空闲物理主机关闭，在满足迁移要求的同时，要防止迁移后发生无效迁移和链式迁移，满足迁移后提升云平台负载均衡度和降低总能耗的要求，若当前没有适合的物理主机作为某迁移虚拟机的目的主机，则不对该虚拟机进行迁移操作，并将结果反馈给资源监控模块，由资源监控模块继续对该虚拟机的宿主机进行资源监控的行为。