[发明专利]基于弹性虚拟机池的虚拟机资源优化控制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种计算机应用技术领域的方法及系统，具体是一种用于绿色数据中心的基于弹性虚拟机池(Elastic VM Pool)的虚拟机资源优化控制方法及其系统。

背景技术

随着虚拟化技术的迅速发展，其已经被广泛应用到数据中心中并发挥着十分重要的作用，特别是在绿色数据中心的管理方面。目前利用虚拟化技术对数据中心进行管理的方法主要有两种：一种是基于虚拟化的按需资源分配技术；另一种是基于虚拟机实时迁移技术的动态服务器整合技术。这些方法利用虚拟机监控层获得一些温度、利用率和功耗等信息，然后根据相关数据信息进行虚拟服务器的整合调度或者迁移，达到负载平衡以降低功耗。

目前有一些开源软件能提供虚拟机的全局管理功能，例如Ovirt，是一款基于Web的虚拟机管理控制平台。然而其没有对虚拟机系统提供的服务类型和优先级进行考虑；对服务器的数据采集不够全面，没有功耗数据和温度等有关数据，所以对降低能耗和提高服务器利用率起到的作用甚微。

另一种方案是Green Cloud提出的一种新型数据中心管理架构。Green Cloud是在2009年6月15-19日的ICAC会议上，由论文Green Cloud：A New Architecture for Green Data Center提出了通过建立多点的在线监测，虚拟机的在线迁移使得工作负载得到有效整合来进行能耗的管理。但是由于虚拟机的动态迁移也会带来一系列的问题，如频繁迁移将增加虚拟机的宕机时间，影响服务质量；迁移本身也会带来较大的功率损耗，Green Cloud并未能有效的解决上述问题。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102307133A，公开日2012-01-04，记载了一种“公有云平台虚拟机调度方法”，该技术通过设置多个调度服务器来处理用户请求，通过多调度机调度方法及其平台资源的优化和虚拟机迁移的设置，有效解决了单调度机调度方法容易造成拥塞的问题；可以快速对客户请求做出响应，提升服务效率。可以广泛应用于公有云平台虚拟机调度中。该技术虽然满足了用户的相应时间请求，但是该技术没有充分考虑平台的资源利用率，在大规模的云计算时代，将导致需要更多数量的服务器来调度，造成能耗的增加，数据中心的耗电量会随着服务器数目的增加呈指数增长，有悖于节能减排的理念。

中国专利文献号CN 101154167公开日2008-04-02，记载了一种“虚拟机系统及其CPU调度方法”，该技术包括步骤：虚拟机监视器将CPU资源分配给当前客户操作系统，并初始化当前客户操作系统对应的空闲标志；监听当前客户操作系统的状态，并当监听到其处于空闲状态时，将当前客户操作系统对应的空闲标志设置为空闲状态；虚拟机监视器当监听到当前客户操作系统的空闲标志为空闲状态时，根据空闲标志确定是否取回当前客户操作系统的CPU资源。通过上述的CPU调度方法，可以优化CPU资源在空闲客户操作系统和非空闲客户操作系统之间的分配。该技术考虑了CPU的资源利用率，但是该技术没有充分考虑满足用户响应的需求，同时没有考虑频繁迁移虚拟机对虚拟数据中心性能造成的影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于弹性虚拟机池的虚拟机资源优化控制方法及其系统，解决了Green Cloud架构带来的虚拟机频繁迁移带来的性能的下降，功耗增加的问题，同时满足用户所需的服务质量(QoS)的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种虚拟机资源优化控制方法，通过采集当前物理服务器的运行数据，得到所有在运行的虚拟机所对应物理能耗及资源利用信息并根据能耗模型计算得到当前资源能耗定量关系，然后采用自适应模型估算对应每台虚拟机所需资源数量并得到资源分配方案，并根据资源分配方案调整物理服务器的运行状态并进行虚拟机迁移，实现资源有效利用。

所述的采集当前物理服务器的运行数据是指：通过在物理服务器的运行系统中设置监控进程，记录物理服务器的CPU的使用率、负载的响应时间以及用户目标响应时间。

所述的物理能耗及资源利用信息包括：物理服务器的能耗(单位为watt)、单个虚拟机进程的CPU使用率。

所述的能耗模型包括：

a)单点能耗模型：P_Sys＝αU_cpu+P_Static；

b)由源主机迁移到目的主机的迁移能耗模型：P_Syc＝αU_cpu+P_Static+P_O→D；