[发明专利]一种云计算系统调配GPU资源到虚拟机的方法及系统

权利要求书

1.一种云计算系统调配GPU资源到虚拟机的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：云计算管理系统应用虚拟化技术，把配置在计算节点的GPU卡虚拟化成为若干GPU元，所有GPU元组成一个GPU资源池；

S2：尚未分配GPU资源的虚拟机，在需要使用GPU时，向云计算管理系统发出GPU资源分配请求，该请求包括GPU元的数量和使用时间；

S3：云计算管理系统检测GPU资源池，首先分配与虚拟机同在一个计算节点的空闲GPU元；如果该计算节点目前没有可用的GPU元，则云计算管理系统分配相邻计算节点的空闲GPU元给虚拟机；

S4：虚拟机被分配到GPU元后就会绑定所分配的GPU元，虚拟机就成为拥有GPU资源的虚拟机同时就具备处理3D渲染、高清视频的功能；

S5：云计算管理系统检测到虚拟机的GPU资源使用到期或虚拟机发出释放GPU资源请求时，云计算管理系统解除虚拟机与GPU元的绑定，释放GPU资源，GPU元重新回归GPU资源池，成为空闲GPU元，虚拟机失去GPU资源，同时失去处理3D渲染和高清视频的能力。

2.一种应用如权利要求1所述的云计算系统调配GPU资源到虚拟机的方法的云计算系统，其特征在于，包括：

云计算管理系统，用于管理和控制整个云计算系统的资源；

计算节点，用于为云计算系统提供计算、存储、网络和图像处理的物理资源实体；

虚拟机，采用云计算虚拟化技术在计算节点中构建的虚拟计算机；

GPU，用于为虚拟机提供执行复杂的数学和几何计算，完成2D和3D图形渲染功能的部件。

3.根据权利要求2所述的云计算系统，其特征在于，所述的每一计算节点包括一块或多块GPU卡，GPU卡虚拟化成为若干单元的GPU元，所有的GPU元汇合组成GPU资源池，由云计算管理系统统一管理。

4.根据权利要求2所述的云计算系统，其特征在于，虚拟机不拥有GPU资源时，不具备高清视频和3D渲染处理能力，当虚拟机需要GPU资源时，向云计算管理系统请求获取GPU资源；虚拟机与GPU元绑定后，组成具有GPU的虚拟机，在云计算系统中，同时存在具有GPU资源虚拟机和不具有GPU资源的虚拟机，两者都能正常运行。

5.根据权利要求2所述的云计算系统，其特征在于，所述GPU资源采用共享方式，不需要为每个虚拟机分配固定GPU资源；计算节点的GPU卡虚拟化成为若干GPU元后，虚拟机分享GPU元，实现GPU资源分时复用，实现共享整个云计算系统的GPU资源，实现不同计算节点的GPU元和虚拟机的绑定。

6.根据权利要求2所述的云计算系统，其特征在于，云计算管理系统掌控全部虚拟机和GPU资源，在创建虚拟机时，标识该虚拟机是否需要GPU资源，云计算管理系统根据负载均衡策略从计算节点集群中选取出相应的节点来创建所需的虚拟机，达到资源使用均衡的效果。

7.根据权利要求2所述的云计算系统，其特征在于，当一个虚拟机已经与GPU元绑定，具有一定GPU资源时，该虚拟机还可以根据所需图像处理性能的要求，请求云计算管理系统再分配若干GPU元或减少甚至者全部释放GPU元。

8.根据权利要求2所述的云计算系统，其特征在于，虚拟机向云计算管理系统请求GPU资源的触发条件包括：

创建虚拟机时，直接分配永久配置的GPU资源或批量创建直接具备GPU资源的虚拟机；

虚拟机在运行过程中，操作用户可以手动向云计算管理系统申请GPU资源；

虚拟机在运行过程中，当云计算系统检测到需要进行高清视频和3D图像处理时，虚拟机自动向云计算管理系统申请GPU资源。