[发明专利]一种面向云计算虚拟化环境的资源监测和调整系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟机资源监控技术领域，特别是一种基于Xen虚拟机的面向云计算虚拟化环境的资源监测和调整系统。

背景技术

随着云计算的快速发展，虚拟化技术的应用范围越来越广。服务器整合是其一个重要的应用场景，通过在服务器上安装虚拟机，整合各类分散资源，使服务器的资源得到最大限度的利用，降低资源成本开销，减少企业运营成本。服务器整合通常是在一台物理服务器上部署多层服务来实现的，而不同的服务运行在不同的虚拟机中，所执行的任务也各不相同，这就造成了资源需求方面的差异。例如有些运行复杂任务的虚拟机可能需要较多的资源才能提供更好的服务，而有些执行轻便任务的虚拟机只需较少的资源便可提供优质的服务。如果给执行轻便任务的虚拟机分配与执行复杂任务的虚拟机一样多的资源，在执行轻便任务虚拟机这个层面来说就会造成资源的浪费，在执行复杂任务虚拟机这个层面来说就会出现资源不足，导致不能提供优质服务。

虚拟化技术在带来众多好处的同时，各类问题也日益突出，例如虚拟机资源的管理和监控。随着科学技术的发展，计算机系统拥有的资源也越来越多，如何有效快速地管理和控制这些资源成为一个亟待解决的问题。在虚拟化环境中，调度器掌控着资源的分配和调度工作，其对大多数资源的分配只考虑了资源的共享，而忽略了应用程序的紧迫性和优先级，这种分配方式具有一定的盲目性。传统的资源分配方式是固定的，而虚拟化环境下资源的需求往往是动态变化的，这样势必会造成资源的浪费。故必须提供一种能在用户态对虚拟机底层资源进行监测和调整的手段。为了快速有效地管理虚拟硬件资源，提高资源的利用率，需要实时地获取各虚拟机的资源使用状况，为管理员提供可靠的资源监测与调控的数据依据。因此，需要一种高效的监控系统来监测各虚拟机的资源消耗情况，并能够对资源进行再分配。

目前，已有一些学者在虚拟机的资源监测和调整方面作了研究，也产生了一些极具应用价值的商业产品或开源软件。

Xenstore是一个类似于数据库用于多个Domain间共享数据的存储系统，其以键值对的形式存放于/var/lib/xenstored中，同时具有树形目录类似的层次结构，存储了本地虚拟化平台的虚拟机信息，包括每一个虚拟机的配置信息。Dom0作为特权虚拟机，能够访问整个目录结构，而DomU只能查询与自身相关的信息。在Dom0中，读取Xenstore中的数据就能够获得各个虚拟机原始的资源配置信息。应用程序可以通过写Xenstore中的键值来配置各虚拟机，设置在该键值上的监视器会感知到该键值的改变，进而触发绑定在该键值上的回调函数做出相应的回应。

Xentop是Xen虚拟机为管理员提供的一款运行在用户态的性能监控工具，其运行在Dom0上，能够以连续更新的方式对所有虚拟机的内存、VCPU等资源占用信息进行监控，管理员可以为Xentop设定更新频率，使其按设定的频率监控虚拟机的资源。虽然其能监测虚拟机的资源消耗，但是其只能监控当前的资源消耗，不能有效地记录历史信息，更加不能对虚拟机资源进行调整，实现资源的优化配置，这也给管理员进行系统性能分析和资源管理带来很大的不便。

XenMon由Xentrace、Xenbaked、Xenmon三部分组成，其运用Xentrace来实现信息的监测。Xentrace能够用来获取Xen中trace buffer的数据，Xen中产生的所有事件都将被记录在trace buffer中。由于Xentrace产生的信息量将非常大，因此不得不要花很长的事件去解析这些信息。XenMon提供了用户空间的处理工具Xenbaked来处理trace buffer中的新事件，并把这些记录转换成有意义的信息，经Xenbaked处理过的信息须交由Xenmon去呈现给用户。   

现有的Xen虚拟机资源监控系统往往存在信息采集不全面、实时性差等缺点，对系统管理员分析虚拟化系统的性能带来极大不便。同时，现有的资源监控系统往往侧重于信息的监测，对于资源的调整与管理所作的工作并不多，只能为系统管理员提供极少的资源调整手段。基于以上问题，有必要开发一种具有资源监测和调整功能的Xen虚拟机资源监控系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向云计算虚拟化环境的资源监测和调整系统，该系统不仅能实时地监测各虚拟机的资源利用状况，而且可以对多种虚拟机资源进行调整。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种面向云计算虚拟化环境的资源监测和调整系统，包括设于Dom0虚拟机上的资源信息监测模块和资源调整模块，以及设于DomU虚拟机上的数据传输模块；

所述资源信息监测模块按如下步骤进行资源信息的收集工作：