[发明专利]云数据中心计算能力管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机科学中的云计算、数据中心领域，特别是涉及云计算环境中根据计算能力需求进行资源管理分配的机制。

背景技术

云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。云计算描述了一种IT应用、服务的部署、使用和交付模式，涉及通过互联网来提供动态、易扩展而且经常是虚拟化的计算资源。云计算中的“计算资源”包括存储、处理器、内存和网络带宽等，它们是由云数据中心内的所有物理机和虚拟机提供的；这些资源的总和经过统一管理、调度，称为“虚拟资源池”或“计算资源池”。

云数据中心是为云计算安置计算机系统及相关部件的设施，在大多数情况下表现为“服务器农场”，即安置有大量服务器的场所。对于云计算中应用、服务的部署，最终表现为将这些应用、服务分配到不同的一台或多台服务器上运行。本发明主要针对这一分配过程。

现有云数据中心计算资源管理系统的工作模式主要有：

（1）手动管理模式：

这是一种对用户不透明的管理方式。在云数据中心中，云计算提供商将根据用户需求，分配固定的服务器或虚拟机给用户，由用户自行完成应用、服务的部署。这样的部署方式常见于企业内部的私有云，并且较为落后，不利于资源统一管理。

（2）基于虚拟资源池的管理模式：

云计算提供商将其云数据中心内的资源整合成虚拟资源池，对用户屏蔽了云数据中心细节，使得在用户看起来就像是一台计算机一样。通过云计算提供商提供的工具软件，用户可以随时随地提交自己的应用、服务，由计算平台自动分配相应的物理机或虚拟机来运行。整个部署过程对用户透明，即用户根本不知道、也不需要知道他的应用、服务最终是由哪些物理机或虚拟机来运行。

这两种管理模式有其各自有缺点。在手动管理模式中，用户几乎参与了应用和服务的部署全过程。由于用户知道自己应用或服务的对计算资源的需求（即明确知道运行这些应用或服务需要的服务器、虚拟机的性能），因此这样的方式一般可以保障用户得到的应用、服务可以良好的运行。不足在于部署过程复杂，并且用户通常会在申请计算资源过程中要求最新的计算平台，从而造成大量旧的计算平台浪费，尽管它们也可满足需求。

而在基于虚拟资源池的部署模式中，用户的应用、服务的部署往往是根据用户付费的多少来决定。付费多的用户可用的计算资源更多，其所部署的应用、服务的运行效果相对就更好，但是这样往往造成资源的浪费，即用户虽然拥有很多计算资源，但其应用、服务的正常运行可能并不需要这么多的资源。这在无形中造成计算资源和用户资金的浪费。因此，本申请针对两种部署模式的不足，发明了一种依据计算能力进行云数据中心计算资源整合、分配的方法。

发明内容

本发明以充分利用云数据中心计算能力为目标，设计并实现了一种云数据中心计算能力管理系统，应用于一个或多个云数据中心中，可以克服现有管理分配方式的不足。具体内容包括：

1.客户端计算能力收集

在云数据中心内，所有最终可用来运行用户应用或服务的物理机和虚拟机称为该系统的全部客户端，即云数据中心内除去担任“服务器端”（服务器端定义见下文）的所有物理机和虚拟机。在每个客户端上运行一个负责测试计算能力的守护进程（使用Windows系统的客户端则为Windows Service，以下统称守护进程），该进程负责在服务器端的管理下测试客户端计算能力，并向服务器端汇报最终结果，同时，该进程还负责搜集客户端的计算机名称、IP地址等静态信息。

2.服务器端计算能力数据库维护与计算资源分配

在云数据中心内，该管理系统需要分配一台物理机或虚拟机作为该系统的服务器端。服务器端负责收集客户端计算测试结果报告，并根据这些报告创建、维护云数据中心的计算能力数据库。计算能力数据库包含当前计算能力总和、全部客户端——计算能力映射表、已分配的计算能力——客户端映射表、客户端分配频度记录表。对于用户提出的计算能力需求，该系统负责维护用户请求响应队列、根据相关匹配策略分配满足用户需要的计算资源。整个分配过程对用户透明，分配结果既能满足用户的计算能力需求，又可以最大程度利用计算资源。

3.计算能力的度量表示