[发明专利]一种虚拟机调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟机调度方法，可优化虚拟化计算环境的性能、降低系统能耗，属 于分布式系统和计算机网络领域。

背景技术

云计算模型把计算看成是等同于水电的资源。计算用户只需要购买在线的计算服务 而不必建设机房购买服务器，因此节省了投资、降低了成本。其发展前景得到了工业界的 广泛认同。从云计算服务提供商的角度看，这涉及到建立和维护大型数据中心，其中有很 多问题需要解决。一个问题是负载波动和节能之间的矛盾：一方面，用户对计算资源的需 求动态变化，数据中心需要足够的服务器以容纳峰值负载；另一方面，大型数据中心的服 务器数量庞大，电能成本惊人，如何降低其能耗非常重要。

除物理改造现有数据中心和在新建时采取节能方法外，由虚拟化催生的服务器整合技 术提供了另一种降低数据中心能耗的方法。多个服务(一般是高峰期互相错开的)被包装 在各自的虚拟机中，共享一台物理服务器---只要物理服务器能满足这些服务的总需求即 可。虽然这种方法提高了资源利用率，但是，准确把握服务的负载规律，确定服务总需求 的峰值是非常困难的，或者是不可能的。对于这个问题，有研究成功利用虚拟机的热迁移 技术在物理服务器过载时，把其上的某些服务转移到负载较轻的物理服务器上以缓解上述 问题。这种方法能适应负载升高时的变化，然而在负载降低的时候不能保证服务器整合的 效果。综上所述，现有的方法无法兼顾负载均衡和服务器整合带来的节能效果。

发明内容

本发明的目的是，针对目前虚拟化数据中心对节能和负载均衡不能兼顾的问题，提供 一种虚拟机调度方法，该方法基于装箱算法，在系统负载较高的情况下均衡负载保证服务 质量；在负载较低的情况下进行服务器整合，保持较低的能耗；通过集中的决策点进行计 算，使虚拟机按照负载的变化在物理机上实现优化组合，从而达到负载均衡和节能的双重 目标。

为了实现这个目标，本发明的技术构思为：系统中的物理服务器可以认为是同构的。 同构是指服务器体系结构相同，性能也相同：CPU的型号，数量相同；内存的容量相同； 网络接口性能相同。虽然一个大型数据中心里的物理服务器可能不完全同构，但是可以将 这些服务器按照同构关系划分成不同的管理域。

逻辑上，系统方案的构成包括：

1)虚拟机：分布在各物理服务器上，向用户提供计算服务，每台物理服务器上可运 行多个虚拟机。

2)虚拟机管理器：每台物理服务器上运行着一个虚拟机管理器，为虚拟机提供运行 平台。

3)物理机监控器：每台物理服务器上运行着一个物理机监控器，其功能有二：(1) 监视功能，用于定期搜集该物理服务器上各虚拟机的负载，即搜集每台虚拟机对各种资源 的占用情况，例如占用物理服务器CPU资源的百分比、内存资源的百分比等；并将搜集的 信息发送给虚拟机调度器。(2)控制功能，用于根据虚拟机调度器发来的调度指令迁移 虚拟机或休眠物理服务器。

4)虚拟机调度器：虚拟机调度器运行在系统中一台专门的监控主机上(不必与其他 物理服务器同构)，收集从各监视器发送来的虚拟机负载情况；它的任务是维护系统全局 的运行情况，根据需要做出调度。

本发明的技术方案为：

一种虚拟机调度方法，其步骤为：

1)物理机监控器定期搜集物理服务器上各虚拟机的负载并将其发送到虚拟机调度器；

2)虚拟机调度器定期将各虚拟机当前负载数据与系统状态中所保存的负载数据进行 对比，判断出负载发生变化的虚拟机及其所在的物理服务器；

3)虚拟机调度器采用装箱算法对负载发生变化的虚拟机进行调整，得到虚拟机与物理 服务器的目标对应关系；

4)虚拟机调度器比较虚拟机与物理服务器的当前对应关系和目标对应关系，生成一虚 拟机调度计划；如果调度计划中需要调用处于休眠状态的某物理服务器，则虚拟机 调度器向物理机监控器发出一唤醒该物理服务器的唤醒指令；

5)物理机监控器根据虚拟机调度计划对虚拟机进行调度。

进一步的，所述方法中，完成所述对虚拟机进行调度后，虚拟机调度器向所述物理机 监控器发出对当前空载物理服务器的休眠指令。