[发明专利]一种虚拟机网络带宽公平性和稳定性保障方法

说明书

技术领域

本发明属于虚拟机系统中网络资源调度和分配方法，具体涉及一种虚拟机网络带宽公平性和稳定性保障方法。

背景技术

虚拟机系统包括虚拟化平台和多个虚拟机，各虚拟机中配置一块或多块虚拟网卡，多个虚拟机可以在一个物理平台上同时运行，各虚拟网卡各自使用一定的网络带宽，虚拟网卡之间相互独立，但是能够共同分享物理网络的资源。由于多个虚拟机共享网络的资源，如何确保各虚拟机公平地分享网络的资源，如何确保各虚拟机网络带宽的稳定，已成为进一步提高当前虚拟机网络运行质量的课题。通过采用虚拟化平台中网络带宽控制方法，控制虚拟机中虚拟带宽的网络分配，是实现虚拟机网络带宽公平性和稳定性保障的一个方法。

目前虚拟机网络设备由前端虚拟网卡和后端网卡两部分组成。每个客户虚拟机拥有一个前端虚拟网卡，后端网卡存在于特权虚拟机中，前端虚拟网卡存在于客户虚拟机中。前端虚拟网卡和后虚拟端网卡之间I/O请求的传递是通过I/O共享环来实现的。特权虚拟机拥有真实硬件设备的访问能力，客户虚拟机操作系统对硬件的访问是通过特权虚拟机实现的。

前端虚拟网卡和后虚拟端网卡之间I/O请求的传递是通过I/O共享环来实现的。当客户虚拟机需要进行网络操作时，将网络请求放入I/O环中，后端网卡从I/O环中读取I/O请求 ，将I/O请求放入响应队列中，特权虚拟机采用先来先服务（FIFO）的策略处理响应请求。现有网络带宽的分配方法，由于多个前端虚拟网卡将网络请求放入同一响应队列中，虚拟机的网络带宽受到别的虚拟机的影响，不能保障网络带宽的公平性和稳定性。

发明内容

 本发明的目的是提供一种虚拟机网络带宽公平性和稳定性保障方法，使同一物理服务器上的多个虚拟机能够公平共享网络带宽资源，同时保障各虚拟机网络带宽稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种虚拟机网络带宽公平性和稳定性保障方法，该方法步骤包括：

(1)、虚拟机管理器从用户配置文件读取虚拟机权重值，并根据该值为各虚拟机分配网络带宽额度值,虚拟机执行网络操作时消耗该额度值,如果虚拟机消耗完该带宽额度值，则该虚拟机不执行网络操作；

(2)、监测当前周期各虚拟机的网络运行情况得到监测信息，所述监测信息包括：分配的带宽额度和剩余的带宽额度；

(3)、根据步骤(2)所述的监测信息反馈调整下一周期各虚拟机的带宽额度请求量；

(4)、根据步骤(3)所述的下一周期各虚拟机的带宽额度请求量，虚拟机管理器决策下一周期各虚拟机的带宽额度分配量； (5)、根据步骤(4)所述的计算所得的下一周期的各虚拟机的带宽额度分配量，将带宽额度分配给各虚拟机；

上述步骤(4)所述的根据下一周期各虚拟机的带宽额度请求量，计算下一周期的各虚拟机的带宽额度分配量，其具体步骤包括：

 (4-1)、根据上述步骤(3)所述的带宽额度请求量以及监测当前周期虚拟机的带宽额度分配量                                                和剩余带宽额度， 判断当前周期剩余带宽额度是否大于0，如果是大于0，则转步骤(4-2)，如果不是大于0，则转步骤(4-3)；

(4-2)、当前周期虚拟机剩余带宽额度大于0时，

按照按公式(1)计算下一周期虚拟机的带宽额度请求量，其公式(1)为：

                        (1)

其中，为下一周期虚拟机的带宽额度请求量，为当前周期虚拟机的带宽额度分配量，为当前周期剩余带宽额度, 为第i+1个周期；

如果，则按照按公式(2)计算下一周期虚拟机的带宽额度分配量，其公式(2)为：

，                         (2)

其中，为下一周期虚拟机的带宽额度分配量, 为当前周期虚拟机的带宽额度分配量，为当前周期剩余带宽额度, 为下一周期各虚拟机的带宽请求量总和, 为带宽总额度；

如果，则按照公式(3)计算下一周期的虚拟机带宽额度分配量，其公式(3)为：

          (3)

其中，为下一周期虚拟机的带宽额度分配量, 为当前周期虚拟机的带宽额度分配量，为当前周期剩余带宽额度，为当前周期虚拟机剩余带宽额度总和，为下一周期各虚拟机的带宽额度请求量总和,为带宽总额度,为带宽剩余额度；

(4-3)、当前周期虚拟机剩余额度不大于0时，