[发明专利]一种面向多租户的云计算服务器集群网络保障方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于计算系统虚拟化技术领域，更具体地，涉及一种面向多租户的云计算服务器集群网络保障方法和系统。

背景技术

云计算改变了应用程序创建和运行的方式，采用基础设施即服务（IaaS）模式，租户将计算和软件部署在第三方的基础设施，并按需付费。在云计算的环境中，租户将各自的应用部署在共享环境中。每个租户的服务由部署在服务器集群上的虚拟机组成。由于租户之间彼此是不可信任的，在共享服务器集群里，云计算需要提供不可信的租户之间的性能保障，然而现有的机制缺乏对服务器集群网络I/O资源的性能保障。

不同于CPU和内存，网络资源比较难于管理。因为它是分布式资源。每台虚拟机的网络资源分配不仅与同一台服务器上的虚拟机相关，而且也与同该虚拟机通信的其他虚拟机相关。同一台服务器上的虚拟机彼此竞争链路带宽，而与其通信的虚拟机则影响该虚拟机的网络实际使用情况；此外，传统网络的TCP拥塞控制只能提供尽力服务（Best-effort），其仅仅能实现网络流之间的公平，而非租户虚拟机之间的公平。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种面向多租户的云计算服务器集群网络保障方法和系统，其目的在于，使得现有服务器集群能够满足多租户之间的通讯带宽需求，保证租户虚拟机基本使用带宽，并通过服务器集群全局网络资源统一管理结合资源预留、考虑网络需求的服务部署、采样实时监控和实时调整租户网络利用率，在为租户提供最小网络带宽保障的同时，充分利用空闲带宽，提高网络资源的利用率，为租户在服务器集群提供网络隔离，保障稳定网络资源环境。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种面向多租户的云计算服务器集群网络保障系统，包括请求调度管理模块、虚拟机资源分配管理模块、以及虚拟机网络资源调度管理模块，虚拟机资源分配管理模块用于对管理员提供的服务器集群网络拓扑、服务器集群计算和存储资源进行初始化，请求调度管理模块用于接收租户提交的创建服务请求，包括虚拟机集群所需的虚拟机数量、虚拟机计算和存储资源、以及虚拟机之间的通讯带宽，根据虚拟机资源分配管理模块中的服务器集群网络拓扑以及服务器集群计算和存储资源进行服务请求放置分析，以确定创建服务请求对应的虚拟机所要放置的服务器，虚拟机资源分配管理模块还用于根据请求调度管理模块中虚拟机放置的分析结果在虚拟机集群中虚拟机对应的服务器上创建虚拟机，对服务器集群计算和存储资源进行更新，并在虚拟机创建成功之后，添加新创建的虚拟机的通信状态和该虚拟机的网桥信息，并根据创建服务请求中虚拟机之间的通讯带宽以及虚拟机的网桥信息初始化新创建的虚拟机的网络带宽，虚拟机网络资源调度模块用于实时监控服务器集群中每台服务器机上虚拟机的通信速率，对通信速率进行持久化操作和分析，将结果反馈给虚拟机资源分配管理模块，并根据分析结果选择相关的策略，并通知虚拟机资源分配管理模块根据选择的策略更新创建的虚拟机的网络资源配额。

优选地，请求调度管理模块包括请求接口交互子模块、消息队列子模块、请求调度处理子模块、以及服务请求资源分配子模块，虚拟机资源分配管理模块包括集群网络拓扑管理子模块、服务器机资源管理子模块、虚拟机通信状态子模块、虚拟机网桥管理子模块、集群放置策略调度子模块、虚拟机放置子模块、通信速率管理子模块、以及网络资源调度子模块，虚拟机网络资源调度模块包括虚拟机通信监控子模块、通讯速率反馈子模块、策略调度子模块、节流策略子模块、放弃策略子模块、以及策略执行子模块。

优选地，请求接口交互子模块用于获取用户提交的创建服务请求，对创建服务请求进行解析，以获取三元组格式的创建服务请求，并将三元组格式的创建服务请求发送到消息队列子模块；具体而言，三元组为<N，R，B>的格式，其中N表示服务部署所需虚拟机的数量，R表示元组，用于描述每台虚拟机的基本系统配置信息，B表示N*N规模的带宽请求矩阵，用于描述虚拟机之间的依赖关系和彼此间的通讯带宽，请求调度处理子模块用于判断消息队列子模块中是否有等待处理的创建服务请求，若存在则转入服务请求资源分配子模块，服务请求资源分配子模块用于根据三元组格式的创建服务请求判断服务器集群的可用带宽是否大于三元组格式的创建服务请求中带宽请求矩阵B中一行元素的和，若满足则表示服务器集群的可用带宽满足租户的网络通讯需求，然后判断服务器集群的服务器资源是否满足虚拟机的基本系统配置信息R，若满足则确定三元组格式的创建服务请求对应的虚拟机所要放置的服务器。