[发明专利]利用存储负载信息来平衡集群虚拟机

说明书

技术领域

本发明一般涉及在集群计算环境中运行的多个虚拟机的负载平衡，更具体地讲，本发明涉及产生并且利用存储系统负载信息对可在诸如所谓的“刀片中心(blade center)”的集群的多个物理处理器上运行的多个虚拟机进行负载平衡的系统和方法。 

背景技术

在计算行业中公知，提供在物理计算环境“之上”运行的虚拟机环境。也称作访客操作系统的虚拟机环境提供虚拟化层，从而使用户和/或应用程序可以进行操作，就好像它们正在利用具有均在虚拟化操作系统(“访客”操作系统)的控制下的关联的专用存储器、存储装置和I/O外围设备的专用物理处理器一样。因此，多个这种虚拟机可以同时(和/或并发地)在一个计算环境上运行，从而使多个用户和/或应用程序可以同时/并发地进行操作，就好像每个用户和/或应用程序正在使用专用物理计算环境一样。这种虚拟机计算技术在计算领域中已被公知了一段时间，包括例如IBM MVS(multiple virtualsystems，多虚拟系统)计算环境以及包括最新的例子，诸如VMware族的虚拟机软件组件。 

如上所述，在物理计算环境之上运行虚拟机的主要好处是允许在一个物理计算环境上同时/并发地运行多个这种虚拟机。每个虚拟机代表对应的一组用户和/或对应的一组应用程序运行。此外，由于集群计算已经发展成使多个物理处理器在“集群”中紧密耦合，虚拟机计算技术已经适于允许在这种集群中利用多个处理器。具体地讲，多个虚拟机计算环境可以同时/并发地运行并且分配到配置在集群计算环境中的多个物理处理器上。这里使用的集群计算应该被广义地理解 为不仅包括通过短距离总线结构进行通信的紧密耦合的物理处理器，还包括更加宽广分配的网络计算，其中，利用公知的计算机网络通信协议和介质将多个处理器逻辑耦合成“集群”。具体地讲，这里使用的“集群”包括通常称作“刀片中心”的结构，其中，多个服务器(每个包括在操作系统的控制下的一个或多个全操作处理器以及存储器)通过共享结构和/或通过公共背板/中间板总线架构而紧密耦合。因此，集群可以表示共享用于进程间通信的结构连接或短距离总线结构的、物理上邻近的紧密耦合的多个物理处理器和/或处理器/存储器联合体(complex)，并且可以包括利用计算机组网协议耦合多个处理器的更宽物理分配。另外，这里使用的“多个处理器”是指与在一个刀片/联合体上具有多个处理器的刀片或联合体中的一个处理器不同的、诸如刀片的处理器/存储器联合体。换言之，这里使用的“多个处理器”中的每个“处理器”包括通常在一个操作系统的控制下的处理器/存储器联合体。 

在运行多个虚拟机的这种集群计算环境中，通常知道在该集群环境内提供负载平衡方法和/或组件，以允许在多个的处理器中的不同处理器上动态分配和重新分配多个虚拟机(即，访客操作系统)。换言之，当多个物理处理器之一(例如，一个刀片或者联合体)由于在其上运行的多个虚拟机的计算要求和/或存储要求而过载时，在过载的刀片/联合体上运行的一个或更多个虚拟机可以被重新分配到一个或更多个负载较轻的物理处理器。因此，集群环境识别的负载平衡组件或方法负责将虚拟机环境适当地分配或重新分配到集群环境中的多个物理处理器中的不同处理器(例如，不同的刀片或联合体)，以避免或者减轻该集群的刀片/联合体的可能过载。 

与在集群计算环境中运行的多个虚拟机相关的当前负载平衡系统和技术仅仅考虑从集群计算物理处理器本身得出的负载系数信息。换言之，当前的负载平衡系统和技术可以确定，在关联的物理处理器上运行多个虚拟机，可能使该物理处理器的特定CPU或者存储器计算过载。然而，通常的问题是：这种负载系数信息不能够解决虚拟机操 作所强加的负载的其它方面。具体地讲，在集群计算环境中运行的多个虚拟机的当前负载平衡技术没有考虑与附接存储系统关联的负载系数信息。在集群计算环境中，多个物理处理器常常共享对存储系统的访问。该存储系统可以包括多个存储控制器，这些存储控制器都耦合到多个存储装置，用于代表附接物理处理器提供I/O请求处理，例如包括诸如RAID存储管理的存储管理技术。通常，多个虚拟机不会使任何特定物理处理器的CPU或主存储器显著过载。然而，由于共享将物理处理器耦合到存储系统的特定存储控制器的公共接口结构，多个虚拟机会形成集群系统的整体性能的瓶颈。因此，当前的负载平衡技术通常不能够检测这种负载平衡瓶颈并且由此不能够通过将一个或更多个虚拟机重新分配到其它物理处理器来补救这种瓶颈。 

从以上讨论可以明显看出，需要对在集群计算环境中运行的多个虚拟机进行负载平衡的改进系统和方法。 

发明内容