[发明专利]跨物理机的巨型虚拟机实现方法

说明书

本发明提供了一种跨物理机的巨型虚拟机实现方法，包括以下步骤：步骤一，巨型虚拟机的创建步骤；步骤二，巨型虚拟机的中断处理步骤；步骤三，设备中断的处理步骤；步骤四，基于高速共享内存访问技术的远程访问步骤。本发明实现多台物理机为一台虚拟机提供计算、IO和其它资源。机器间通过远程高速内存访问技术进行远程内存访问，实现了高速的分布式共享内存。

技术领域

本发明涉及一种巨型虚拟机实现方法，具体地，涉及一种跨物理机的巨型虚拟机(Giant VM)实现方法。

背景技术

虚拟化是指通过虚拟化技术将一台物理计算机虚拟为多台逻辑计算机。每台逻辑计算机可运行不同的操作系统，相互独立，互不影响，为数据、计算能力、存储和其他资源提供了一个逻辑视图。随着机器学习等领域的发展，人们对虚拟机的性能提出了更高需求，单台物理计算机的资源，包括CPU、内存和其它设备(如GPU、FPGA)等已无法满足需求。将多台物理机虚拟成单台虚拟机(简称“多虚一”)从而使该虚拟机拥有海量资源，成为了可行的解决方案。

目前虽然有一些多虚一的分布式系统，但它们主要通过在架构底层添加额外的虚拟化抽象层实现，绕过了宿主机系统和虚拟机管理软件的监控和管理。这样的架构不仅无法利用最新的虚拟机管理软件，而且在对分布式系统架构进行调整时会带来巨大的复杂度，难以实现资源的实时调配。同时，基于传统网络实现的分布式共享内存在传输速度上出现瓶颈，限制了系统的可拓展性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种跨物理机的巨型虚拟机实现方法，其实现多台物理机为一台虚拟机提供计算、IO(输入输出)和其它资源。机器间通过远程高速内存访问技术(如RDMA)进行远程内存访问，实现了高速的分布式共享内存。除此之外，本发明还创造性地提供对GPU、FPGA等新型计算硬件设备的接入支持，从而使虚拟机能够满足新型高性能计算、机器学习等领域的需求。

根据本发明的一个方面，提供一种跨物理机的巨型虚拟机实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，巨型虚拟机的创建步骤；

步骤二，巨型虚拟机的中断处理步骤；

步骤三，设备中断的处理步骤；

步骤四，基于高速共享内存访问技术的远程访问步骤。

优选地，所述步骤一包括以下步骤：

步骤十一：用户向全局虚拟机管理软件发送巨型虚拟机创建指令，包含巨型虚拟机所需的CPU、内存和其它设备类型和数目；

步骤十二：全局虚拟机管理软件解析用户请求，对所有物理计算机进行发现，并将解析后的请求根据协议通知主虚拟机管理软件；

步骤十三：主虚拟机管理软件在本地创建虚拟机实例，并创建请求指定的vCPU实例；

步骤十四：主虚拟机管理软件根据请求，创建分布式共享内存的全局地址空间；全局地址空间中只有部分内存位于本地，其它内存位于远端；

步骤十五：主虚拟机管理软件根据请求，创建本地的设备实例；

步骤十六：主虚拟机管理软件将vCPU、内存、PCIE总线信息返回给全局虚拟机管理软件，进入等待状态；

步骤十七：全局虚拟机管理软件将主虚拟机管理软件发回的信息连同用户请求发送给远程计算机的虚拟机管理软件；

步骤十八：远程计算机的虚拟机管理软件在本地创建虚拟机实例，同步主虚拟机的PCIE总线，并创建请求指定的vCPU实例，设置vCPU状态；

步骤十九：远程计算机的虚拟机管理软件根据请求，指定内存为全局分布式共享内存地址空间的一部分；

步骤二十：远程计算机的虚拟机管理软件根据请求，创建本地的IO设备实例；