[发明专利]一种基于虚拟机内存模板的云计算服务Cache系统

说明书

技术领域

本发明属于计算系统虚拟化技术领域，具体涉及一种基于虚拟机内存模板的云计算服务Cache系统。

背景技术

计算系统资源规模的不断扩展极大地推动了计算系统虚拟化技术的发展。虚拟化技术是将底层物理设备与上层操作系统、软件分离的一种去耦合技术，它可以实现计算资源的高效灵活使用，可以更加充分合理地利用计算资源，满足日益多样的计算需求，使人们能够透明、高效、可定制地使用计算资源，从而真正实现灵活构建，按需计算的理念。

随着虚拟化技术的不断成熟，云计算的概念应运而生。按照通用的标准，云计算是基于互联网网络，向多种用户提供的虚拟的，丰富的，按需即取的包括数据存储池，软件下载和维护池，计算能力池，多媒体信息资源池，客户服务池在内的广泛数据和运算处理服务，是基于之前互联网应用服务和整合运算技术基础上发展而来的新一代数据处理和应用服务技术。

在目前的云计算环境中，利用虚拟化技术来实现服务的资源调度和共享已成为主流，所有服务都是以虚拟机作为服务后台。那么随着服务请求数量的不断增加，各种服务所需要创建的虚拟机也随之增加。很多云计算服务的执行时间都很短，有些甚至和创建该服务所需要的虚拟机的时间相当。而当各种服务随着用户请求不停的切换和调度时，所对应的虚拟机也会被频繁的创建和关闭。这些因素使得创建虚拟机的时间成为云计算提供服务的瓶颈。除此之外，在为每一个服务创建虚拟机时都需要从磁盘读取镜像文件来启动虚拟机，那么大量服务频繁创建虚拟机而引起的磁盘的I/O开销也会造成性能的极大损失。因此，为了提高云计算服务的响应时间，减少服务切换和调度带来的资源浪费，减少部署服务时的磁盘I/O开销，我们提出了基本虚拟机内存模板的云计算服务Cache系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于虚拟机内存模板的云计算服务Cache系统，该系统能够减少云计算服务切换和调度带来的资源浪费，减少部署服务时的磁盘I/O开销，解决当前云计算环境下的瓶颈问题。

本发明提供的一种基于虚拟机内存模板的云计算服务Cache系统，其特征在于，该系统采用三层架构：用户统一访问接口层，云计算服务Cache系统管理层，与虚拟机资源交互的虚拟机平台层；

用户统一访问接口层为用户提供访问图形化界面，接受用户的服务访问请求，经过预处理后向下传递给云计算服务Cache系统管理层；

云计算服务Cache系统管理层接收用户层传来的服务请求，根据服务请求确定所需要虚拟机资源的类型，根据维护的服务索引确定服务Cache是否命中，是否需要创建新的虚拟资源，然后交由虚拟机平台层来进行服务部署，并接收虚拟机平台层返回的实时的服务状态信息，云计算服务Cache系统管理层再将请求的具体任务发送到虚拟机平台层，并让其去执行本次任务的计算，待到任务完成时，系统管理层会接收来自虚拟机平台层的任务结果数据，并将其返回给用户层；

虚拟机平台层是用于执行服务请求的系统底层；当云计算服务Cache系统管理层根据服务环境和配置确定所需的虚拟机后，虚拟机平台层为这些特定的虚拟机分配IP，再通过云计算服务Cache系统管理层在虚拟机上部署任务，传递用户私有数据，最后利用虚拟机执行任务，当任务执行完成之后，虚拟机平台层再将任务运行结果返回给云计算服务Cache系统管理层。

本发明利用内存模板机制，快速创建Cache虚拟机构建Cache虚拟机池，利用Cache虚拟机池快速的反应大量服务请求，实现服务的敏捷部署。同时，利用Cache虚拟机池来实现云计算资源的动态调度。本发明屏蔽了各种云计算服务的异构性，一方面为云计算服务提供商提供统一的资源服务访问接口，另一方面保持各服务之间的独立性和安全性。具体而言，本发明具有以下优点和效果：

(1)更高的效率：服务响应时间的长短是衡量一个服务是否高效的重要因素，传统的服务的响应将大量的时间耗费在创建虚拟机时Guest-OS的启动上。而本系统利用驻留在内存的内存模板直接创建运行状态的虚拟机，跳过了Guest-OS的启动阶段，大大降低了虚拟机创建时间，从而减少服务部署和响应时间。

(2)更少的资源消耗：在云计算环境中，各种服务频繁的切换和调度使得服务所对应的虚拟机也会被频繁的创建和关闭。创建虚拟机时都需要从磁盘读取镜像文件来启动虚拟机，那么大量服务频繁创建虚拟机就会造成磁盘I/O的巨大开销。该发明不仅降低了创建虚拟机的时间，并且利用驻留内存的内存模板实现了创建虚拟机的RAM级操作，大大减少了磁盘的I/O量，很好的解决了云计算环境中磁盘I/O的瓶颈问题。

附图说明