[发明专利]靶场中虚拟机快速启动的调度与物理机扩容方法及系统

说明书

本发明公开了靶场中虚拟机快速启动的调度与物理机扩容方法及系统。本发明为集群中每个物理机以及创建虚拟机依赖的镜像文件编号，将集群中所有物理机编号设定在一个数值范围内，在请求启动虚拟机时，根据镜像编号计算得到一个寻址数值，基于该寻址数值确定物理机编号，并进行资源判断以决定最终创建虚拟机的物理机。本发明可以将同一类型的镜像大概率调度到相同的物理机执行虚拟化，从而避免了无规则的随机调度带来的流量风暴，指定镜像在某个物理机上多次虚拟化不需要重复下载镜像文件，相比随机调度优化了用户体验。本发明可针对热点镜像进行扩容，保证新增物理机大概率只执行当前热点镜像的虚拟化，不影响其他镜像的正常使用。

技术领域

本发明涉及一种靶场中虚拟机快速启动的调度、物理机扩容方法及系统，属于虚拟网络平台、计算机软件领域。

背景技术

网络靶场是通过虚拟化技术，模拟仿真出真实网络空间攻防作战环境，能够支撑作战能力研究和武器装备验证的试验平台。靶场的虚拟化主要是靶场中网络节点的实例化过程，实例化每个网络节点即利用特定的镜像在某个物理机上创建出一个可用的虚拟机。

从虚拟化的角度而言，靶场的架构如图1所示。其中，控制系统：接收用户的操作指令，如靶场实例化请求，该请求可以分解为若干个虚拟机的创建请求；调度节点：接收控制系统的虚拟机创建请求，并决策得出该请求由某个具体的计算节点执行的结论；计算节点：实际执行负责创建虚拟机任务的物理节点；镜像文件统一存储：虚拟机的创建依赖特定的镜像（如创建一个win7操作系统的虚拟机，即需要一个win7的系统镜像），镜像文件统一存储于此处。

目前，靶场中常见的虚拟机的创建过程如图2所示：1、接收用户根据某个镜像A创建虚拟机的指令；2、调度节点尝试随机选取一个物理资源满足该创建请求的计算节点B，如果找不到这样的计算节点，转跳步骤3；否则转跳步骤4；3、弹出虚拟机启动错误的指令，结束虚拟机的创建请求；4、计算节点B首先查看本次创建请求依赖的镜像A是否存在，如果不存在，执行步骤5；否则转跳步骤6；5、从镜像文件统一存储中心下载镜像A；6、在计算节点B执行实际的虚拟机创建动作，直至虚拟机创建并启动完成。

现有方案存在如下问题：1、指定镜像虚拟化的调度策略与镜像自身不相关，对于镜像而言调度到某个物理机执行虚拟化的过程是随机的，实际虚拟化前需要从镜像中心下载镜像文件到本地，镜像文件大小一般都在好几个G，各个物理机随机的镜像下载容易导致网络中流量成为瓶颈；2、因为调度策略和镜像不相关，虚拟机的启动更容易调度到还未下载镜像的物理服务器，该物理服务器需要先下载镜像才能执行实际虚拟化，下载镜像过程耗时较长，用户使用体验不佳；3、对于频繁使用的热点镜像，无法对其增加硬件设备，从而针对性优化。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种靶场中虚拟机快速启动的调度、物理机扩容方法及系统，以避免镜像的随机调度带来的网络流量风暴，加快虚拟机启动过程，同时还能支持对物理资源进行针对性优化、扩容。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种靶场中虚拟机快速启动的调度方法，包括如下步骤：

为集群中每个物理机生成唯一编号，为虚拟机创建依赖的镜像文件生成唯一编号；其中物理机的编号为数值编号，集群中所有物理机的编号覆盖在设定的取模范围内，按照编号从小到大的顺序保存在机器列表中；

接收到启动虚拟机的请求时，根据依赖镜像文件的编号计算其哈希值并取模得到一个寻址数值；

从机器列表中寻找第一个大于等于所述寻址数值的物理机编号，若对应的物理机剩余资源满足创建虚拟机的要求，则在该物理机上创建虚拟机；否则在机器列表中向后循环遍历，直到找到剩余资源满足创建虚拟机的要求的物理机，并在该物理机上创建虚拟机；如果物理机上没有缓存依赖的镜像文件，则下载并缓存；若机器列表中所有物理机均不满足要求，则提示启动错误。