专利名称：一种在虚拟化环境中i/o设备重构的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及虚拟化环境，尤其涉及一种在虚拟化环境中1/o设备重构的方
法及系统。
背景技术：
虚拟化技术产生于上世纪六十年代，IBM提出了虚拟化的概念，并把此 技术应用于IBM的System/370系统。到目前为止，虚拟化技术已经被应用于 很多行业和领域，并且在未来将有更广泛的使用。通过虚拟化技术，可以提高 服务器的利用率，提高服务的稳定性和健壮性以及软件的可移植性。
计算机I/0 (输入/输出)技术在计算机技术的发展中始终是一个十分重要
的关键技术。其技术特性决定了计算机i/o的处理能力，进而决定了计算机的
整体性能以及应用环境。从根本上讲，无论现在还是将来，1/0技术都将制约 着计算机技术的应用与发展，尤其在高端计算领域。
要对i/o设备进行虚拟化，就需要监视用户虚拟机的行为，截获用户虚拟 机的I/0操作，对其加以分析解释，然后发送给设备驱动程序，由设备驱动程 序来完成对设备的操作。其中，根据是否修改Guest OS (客户操作系统)，可 以把本地设备的虚拟化分为两大类全虚拟化中的I/O设备虚拟化和半虚拟中 的I/0设备虚拟化。
半虚拟化是剑桥大学提出的概念，与之相伴的是Xen项目的研究与开发。 与VmWare—样，Xen也是系统级虚拟软件。自Xen诞生以来，它就迅速以 优异的性能表现得到了广泛的关注和应用，半虚拟化的概念也深入人心。它的 出现，是如何改进全虚拟化带来的较大的性能损失的研究结果。
图1为Xen中I/0虚拟化的体系结构。图中最底层为硬件资源，XenVMM 运行于硬件资源之上，对硬件资源进行管理，并虚拟化出若干个虚拟硬件环境。 在Xen VMM (Virtual Machine Monitor),虚拟机监控器上面运行多个Guest OS (以XenLinux系统为例)。无修改的用户应用程序运行于Guest OS的应用层。在Guest OS的内核层运行有前端设备驱动程序(Front-End)，用户应用程序通 过前端设备驱动程序对设备进行操作。而前端设备驱动程序并不真正对设备进 行操作，它通过后端设备驱动程序(Back-End)实现对真正的设备操作。前端 设备驱动程序(Front-End)分别位于VM1、 VM2、 VM3中，VM1、 VM2、 VM3分别为用户虚拟机。后端设备驱动程序(Back-End)位于VM0中，VM0 为特权虚拟机。VM0 (这里的VMO是指xen虚拟化环境中的一个特殊的虚拟 机，其是必定存在的，而管理员通过此虚拟机提供的接口界面对虚拟机进行管 理)是一个特殊的Guest OS，也称之为有特权的Guest OS。之所以称之为有 特权的GuestOS，是因为
1. VMM管理程序接口界面程序、部分资源管理程序、Guest OS管理控 制程序均在VMO的应用层运行，也即VMO是拥有管理权限的Guest OS;
2. VMO可以对外围设备直接进行访问，也即它拥有管理和操作所有外围 设备的权限。
在VM0的内核中，运行了一个后端设备驱动程序的服务。它的职责就是 接受从其它Guest OS发出的I/O操作请求，转交给VMO中的真实设备驱动程 序，由真实设备驱动程序完成对设备的操作，并把从真实设备驱动程序返回的 操作结果返回给前端设备驱动程序。
在虚拟化的使用中，有一个显著的特点用户申请的I/0存储资源很多时 候大部分是被浪费的。这是因为，用户在使用虚拟机的过程中，其对i/o存储 资源的需求是变化的。比如，用户在某段时间内发现了一个很好的电影下载站 点，想要下载很多电影，这时，就需要多达十几G甚至几十上百G的存储空 间用来存放电影。而用户在看完这些电影后，把它们都删除掉了，这时，这些 数量众多的I/O存储资源就没有用了 。而用户为了能保证自己下载电影的时候 有足够的空间存放，申请I/O存储资源时必须按照自己的最大可能使用的空间 量进行申请。而这些空间除了在某些时候被使用以外，大部分时候都是被闲置 浪费的。
为了解决这个问题，Xen虚拟化平台提供了虚拟I/O设备热插拔的机制。 其核心思想就是当用户觉得自己的存储空间不足，需要更多的存储空间时，向 系统管理员提出申请；系统管理员接到用户的申请后，查看是否还有足够的空 闲存储空间，如果有，则手动运行热插拔指令，向用户虚拟机中添加新的1/0存储资源，然后通知用户；用户在虚拟机中对新的I/0存储资源进行初始化， 部署文件系统，然后把新的存储空间安装到虚拟机的根文件系统中。这样，用 户就可以使用新的存储空间了。在用户不需要这些新添加的存储空间后，就从 自己虚拟机的根文件系统中卸载新的I/0设备，然后通知系统管理员；系统管
理员在接到通知后，把分配给用户虚拟机的新虚拟i/o设备卸载，然后把其空
间信息加入到空心存储空间中。
以上方法虽然提供了按需为用户分配存储空间的机制，但存在以下问题
(1) 不对用户透明。用户需要手动通知系统管理员，并且还要对新加入 的虚拟I/O设备进行初始化和安装工作。
(2) 对用户有很高的要求。在新的虚拟I/O设备添加进用户虚拟机后，
用户需要能够对新的i/o设备进行初始化，部署文件系统，并把它安装到用户
虚拟机的根文件系统中。而当用户不再需要新的存储空间时，需要把新加入的
存储空间从用户虚拟机的根文件系统中卸载，然后把此新的I/O设备从用户虚
拟机中卸载掉。这些都对用户有很高的要求，需要用户对操作系统和i/o设备
的管理和使用技术有很深入的了解。而大多数用户往往都达不到这么高的要 求，从而严重限制了这种方法的大规模使用。
(3) 使得系统管理员增加了很大的工作负担。在虚拟I/O设备的添加和 卸载过程中，都需要系统管理员的参与，为系统管理员增加了很大的工作量。 如果系统规模比较庞大，用户数量众多，由此而增加的工作负担是系统管理员 很难忍受的。如果大幅度增加系统管理员的数量，联系到日益增加的人力资源 成本，系统维护的成本将会有较大幅度的增加。
(4) 因为系统管理员的工作负担的增加，系统管理员可能会对用户提出 的请求不能进行即时的相应，从而使得用户对新的存储空间的需求不能得到较 快的服务。这会降低系统对用户的服务质量，从而使用户产生不满。同时，用 户也会因为服务不能迅速满足而减少对此服务的请求，从而也限制了此种方法 的使用。
发明内容
为了解决上述的技术问题，提供了一种在虚拟化环境中1/0设备重构的方 法及系统，其目的在于，克服以上提出的Xen虚拟化平台现有的I/0设备热插拔机制的缺点。
本发明提供了一种在虚拟化环境中1/0设备重构的方法，所述虚拟化环境
为Xen虚拟化环境，包括
步骤l，用户虚拟机检测到用户的I/0空闲存储资源小于临界值，则向特
权虚拟机发出申请I/O存储资源请求，其中包含申请I/O存储资源的数量；
步骤2，特权虚拟机从空闲的I/0存储资源中取出用户虚拟机申请的相应
数量的I/O存储资源分配给用户虚拟机；
步骤3，用户虚拟机对相应数量的I/0存储资源进行初始化，部署文件系
统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供用户使用。
步骤1中，用户虚拟机根据其空闲I/O存储资源的消耗速度决定向特权虚 拟机申请I/O存储资源的数量。
步骤1中，在用户虚拟机中安装存储资源使用状况监测服务程序，用于检
测到用户的I/O空闲存储资源的数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源小
于临界值时向特权虚拟机发出申请I/O存储资源请求；
步骤3中，存储资源使用状况监测服务程序，还用于对相应数量的I/O存
储资源进行初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供 用户使用。
步骤2中，特权虚拟机将相应数量的I/O存储资源热插入用户虚拟机中， 并通知用户虚拟机。
步骤2中，在特权虚拟机中安装存储资源管理服务程序，用于从空闲的I/O 存储资源中取出用户虚拟机申请的相应数量的I/O存储资源分配给用户虚拟 机。
步骤2中，存储资源管理服务程序，还用于将该资源热插拔至用户虚拟机
中，并通知用户虚拟机。
本发明提供了一种在Xen虚拟化环境中I/O设备重构的方法，包括 歩骤ll，用户虚拟机检测到用户的I/0空闲存储资源大于临界值，则用户
虚拟机卸载特定数量的I/O空闲存储资源，并向特权虚拟机发出卸载I/O存储
资源请求，其中包含需要卸载的I/O存储资源的特定数量；
步骤12，特权虚拟机将特定数量的I/O空闲存储资源回收。
步骤11中，用户虚拟机在卸载特定数量的I/O空闲存储资源后，修改用户虚拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。
歩骤12中，特权虚拟机从用户虚拟机中热拔出特定数量的I/O空闲存储
资源，并将其重新添加入空闲的i/o存储资源中。
步骤11中，在用户虚拟机中安装存储资源使用状况监测服务程序，用于
检测到用户的I/O空闲存储资源的数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源 大于临界值时，卸载特定数量的I/0空闲存储资源并向特权虚拟机发出卸载1/0
存储资源请求。
步骤11中，存储资源使用状况监测服务程序，还用于在卸载特定数量的
I/O空闲存储资源后，修改用户虚拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。 步骤12中，在特权虚拟机中安装存储资源管理服务程序，用于将特定数
量的I/O空闲存储资源回收。
步骤12中，存储资源管理服务程序，还用于从用户虚拟机中热拔出特定
数量的I/O空闲存储资源，并将其重新添加入空闲的I/O存储资源中。
本发明提供了一种在Xen虚拟化环境中I/O设备重构的系统，包括用户虚
拟机和特权虚拟机，
用户虚拟机，用于检测到用户的i/o空闲存储资源小于临界值时，向特权
虚拟机发出申请I/O存储资源请求，其中包含申请I/O存储资源的数量；
特权虚拟机，用于从空闲的I/0存储资源中取出用户虚拟机申请的相应数
量的I/O存储资源分配给用户虚拟机；
用户虚拟机，还用于对相应数量的I/0存储资源进行初始化，部署文件系
统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供用户使用。
用户虚拟机，还用于根据其空闲I/O存储资源的消耗速度决定向特权虚拟
机申请i/o存储资源的数量。
用户虚拟机中包含存储资源使用状况监测服务程序； 存储资源使用状况监测服务程序，用于检测到用户的I/O空闲存储资源的 数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源小于临界值时向特权虚拟机发出申
请I/0存储资源请求；
存储资源使用状况监测服务程序，还用于对相应数量的I/O存储资源进行
初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供用户使用。
特权虚拟机，还用于将相应数量的i/o存储资源热插入用户虚拟机中，并通知用户虚拟机。
特权虚拟机中包含存储资源管理服务程序；
存储资源管理服务程序，用于从空闲的i/o存储资源中取出用户虚拟机申
请的相应数量的I/O存储资源分配给用户虚拟机。
存储资源管理服务程序，还用于将该资源热插拔至用户虚拟机中，并通知 用户虚拟机。
本发明提供了一种在虚拟化环境中1/0设备重构的系统，所述虚拟化环境 为Xen虚拟化环境，包括用户虚拟机和特权虚拟机，
用户虚拟机，用于检测到用户的i/o空闲存储资源大于临界值时，则用户
虚拟机卸载特定数量的I/O空闲存储资源，并向特权虚拟机发出卸载I/O存储
资源请求，其中包含需要卸载的1/0存储资源的特定数量；
特权虚拟机，用于将特定数量的I/O空闲存储资源回收。
用户虚拟机，还用于在卸载特定数量的i/o空闲存储资源后，修改用户虚
拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。
特权虚拟机，还用于从用户虚拟机中热拔出特定数量的i/o空闲存储资源，
并将其重新添加入空闲的I/O存储资源中。
用户虚拟机中包含存储资源使用状况监测服务程序；
存储资源使用状况监测服务程序，用于检测到用户的I/O空闲存储资源的 数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源大于临界值时，卸载特定数量的I/O 空闲存储资源并向特权虚拟机发出卸载I/O存储资源请求。
存储资源使用状况监测服务程序，还用于在卸载特定数量的I/O空闲存储 资源后，修改用户虚拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。
特权虚拟机中包含存储资源管理服务程序；
存储资源管理服务程序，用于将特定数量的I/O空闲存储资源回收。 存储资源管理服务程序，还用于从用户虚拟机中热拔出特定数量的I/O空
闲存储资源，并将其重新添加入空闲的i/o存储资源中。
本发明使得在对用户透明的情况下，达到存储资源的分配随着用户的需求 而变化，既能满足用户的需求，又不会造成存储资源的浪费情况的出现。同时， 由于对用户透明，用户无需具有专业的计算机知识；并且整个虚拟I/0设备的 重构过程自动完成，反应速度快，无需系统管理员，减少了系统管理员的工作量，提高了服务质量，降低了系统服务成本。
图1是现有的Xen中I/O虚拟化的体系结构；
图2是本发明的虚拟I/O设备重构系统的结构示意图3是本发明的虚拟I/O设备重构方法的实施例。
具体实施例方式
本发明提岀了一种虚拟I/0设备重构的方法，包括
步骤1)、用户虚拟机(用户虚拟机就是运行在VMM之上的虚拟机，比 如VM1是一个用户虚拟机，前端设备驱动程序运行在用户虚拟机中，用户应 用程序通过前端设备驱动程序对设备进行操作)中的存储资源使用状况监测服 务程序监测到用户的空闲存储资源小于某个临界值(比如1G)，这时它会自动 向VMO中的存储资源管理服务程序发出资源申请；
步骤2)、 VMO中的存储资源管理服务程序接到用户虚拟机发出的资源申 请后，从空闲的存储资源中取出用户虚拟机请求的数量的资源，然后将其热插 入给用户虚拟机中，并发送通知，通告用户虚拟机中的存储资源使用状况监测 服务程序新的I/O存储资源的插入；
歩骤3)、用户虚拟机中的存储资源使用状况监测服务程序接到通知后，
对新插入的i/o存储资源进行初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机
的根文件系统中，供用户使用。
在上述的步骤l)中，用户的空闲I/0存储资源的固定值可以根据系统特 点和需求的不同修改，以达到I/O资源的高效使用。
同时，存储资源使用状况监测服务程序可以根据用户虚拟机中的空闲I/O 存储资源消耗速度来决定申请的新的存储资源的数量。如果空闲I/O资源的消 耗速度很快，比如用户在大量下载电影，那么其i/o资源会消耗很快，这时根 据I/0资源的消耗速度，存储资源使用状况监测服务程序就可以得出结论用
户正处在i/o存储资源的突发消耗高峰，其有很大的可能在短时间内还需要大
量的存储空间，这时就会一次新分配给用户较多的存储资源，比如5G。
而如果空闲存储资源的消耗速度比较慢，比如用户正在编写word文档，而这时空闲存储资源在用户的某次保存操作后低于临界值，这时存储资源使用 状况监测服务程序会监测到此情况的发生，同时它会发现，用户存储资源的消 耗速度很慢，存储资源使用状况监测服务程序因此可以得出结论用户不处在 存储资源的消耗高峰期，其有很大的可能在短时间内不需要大量的存储资源， 这时就会一次新分配给用户较少的存储资源，比如1G。通过这种机制，既可 以保证用户的需求得到满足，又减少了资源分配的次数，降低了系统的运行负 担。
类似的过程，当用户虚拟机中的空闲存储资源过多时
步骤1)、用户虚拟机中的存储资源使用状况监测服务程序监测到用户的 空闲存储资源大于某个临界值，这时它会自动卸载部分存储资源，然后向VMO
中的存储资源管理服务程序发出资源卸载申请；
步骤2)、 VMO中的存储资源管理服务程序接到用户虚拟机发出的资源申 请后，将被用户虚拟机卸载的存储资源回收。
通过存储资源的自动插入和回收，可以实现在满足用户需求的前提下，避 免了存储资源的大量浪费。
在典型的Xen虚拟化环境中，特权虚拟机VMO中运行存储资源管理服务 程序，用于管理空闲的I/0存储资源，并且接收和处理用户虚拟机发送的资源 申请和卸载请求，下面对其简称为server程序。用户虚拟机中运行存储资源使
用状况监测服务程序，用于监测用户虚拟机中的i/o存储资源使用情况，并据
此作出资源申请或者卸载的决定，并发送申请给VM0中运行的server程序， 下面对其简称为monitor程序。
本发明提供的在虚拟化环境中I/O设备重构系统如图2所示，包括特权虚 拟机VMO和用户虚拟机VM1， VM0中的server (服务器)程序和VM1中的 moniter(监控程序)之间进行通信，可以实现I/O资源的申请请求及应答，I/O
资源卸载请求和应答，以及i/o资源的热插拔。
图3给出了一个实施例。假设此时用户虚拟机VM1正在运行，其空闲存 储资源为1.5G，系统设置的空闲资源临界值为不小于1G，同时不大于5G。 虚拟I/O设备的重构过程如下
步骤201，用户在某个时刻发现了一个好的电影下载站点，其中多个电影 都是用户想要下载的，其总的大小约为9G。随后用户开始下载电影，空闲存储资源随之迅速减少。
步骤202，当空闲存储资源小于1G时，VM1中运行的monitor程序发现 了空闲资源的不足，同时因为空闲存储资源在短时间内迅速减少，判断后面用 户需要大量存储资源的可能性很大。因此，monitor程序向VM0中运行的server 程序发出了容量为10G的存储资源的分配申请。
步骤203， VM0中运行的server程序接到VM1中运行的monitor程序发 出的存储资源申请后，检查空闲的存储资源，发现空闲资源的容量大于10G， 可以满足用户虚拟机VM1的需求。
步骤204， Server程序从空闲存储资源中取出IOG容量的资源，热插入 到用户虚拟机VM1中。然后，向VM1中运行的monitor程序发出资源已分配 的应答。
步骤205，用户虚拟机VMl中运行的monitor程序接收到资源已分配的应
答后，检查新插入的i/o资源的信息。
步骤206，随后，monitor程序对新插入的I/O存储资源进行初始化，并在 其上部署文件系统。
步骤207，然后，monitor程序将新插入的I/O存储资源安装到用户虚拟机 的根文件系统中，用户就可以使用新的存储资源了。这时，空闲的存储资源变 为10G加上现在用户虚拟机剩余的存储空间。需要注意的是，在设备重构的 同时，用户虚拟机VM1仍然在下载电影，并不需要暂停用户的操作。假设重 构完成时用户虚拟机中原来的空闲存储资源还有800M，那么现在用户虚拟机 中总的空闲存储资源就变为10.8G，完全可以满足用户9G的电影下载需求。
歩骤20S，当用户下载完大小为9G的电影后，用户虚拟机VM1中空闲的 存储资源为2.5G。
歩骤209，当用户欣赏完下载的电源后，他将下载的电影删除，此时用户 虚拟机VM1中的空闲存储资源增加为11.5G。
步骤210， VM1中运行的monitor程序监测到这一变化，启动资源卸载过程。
步骤211，首先monitor程序将新插入的10G存储资源从用户虚拟机VM1 中的根文件系统中卸载。这时VM1中的空闲存储资源变为L5G。
步骤212，然后，monitor程序将卸载的存储资源从用户虚拟机VM1中的剥离，修改VM1的文件系统和I/O设备的相应信息(此处的相应信息是指 文件系统中和设备属性中与要卸载的存储资源相关的那部分信息)。
步骤213，最后，monitor程序向VM0中运行的server程序发出虚拟I/O 设备资源卸载通知。
步骤214， VM0中运行的server程序接收到用户虚拟机VM1中运行的 monitor程序发出的虚拟I/O资源卸载通知和其相关信息后，从VM1中热拔出 对应的虚拟I/O存储资源，并把其重新添加入空闲的存储资源中。
在整个过程中，用户虚拟机中运行的monitor程序根据用户虚拟机中空闲 I/O存储资源的变化作出资源的申请和卸载决定，并与VMO中运行的server 程序共同配合，通过对虚拟I/0设备的热插拔，来动态改变虚拟I/O设备的容 量，从而做到既能实时满足用户的需求，同时又能使得i/o存储资源得到高效 使用，同时又不增加系统管理员的工作量和系统运行成本。
本发明对用户透明，用户并不需要参与资源的申请和分配的过程；用户会 发现，当存储资源不足时，系统会自动的为他多分配存储资源；而当用户虚拟 机的空闲存储资源过多时，系统会自动卸载部分存储资源；而用户在享受这一 服务的同时，并不需要高深的计算机专业的知识；根据用户对存储资源的使用 状况自动作出存储资源的调整，这样既能满足用户的需求，又避免了存储资源 的大量浪费的情况的出现；整个存储资源的插入和回收过程自动完成，对用户 的需求变化反应迅速，给用户以高质量的服务；可以自动完成，减少了系统管 理员的工作负担，降低了系统的服务成本。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条 件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于 以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1. 一种在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，所述虚拟化环境为Xen虚拟化环境，其特征在于，包括步骤1，用户虚拟机检测到用户的I/O空闲存储资源小于临界值，则向特权虚拟机发出申请I/O存储资源请求，其中包含申请I/O存储资源的数量；步骤2，特权虚拟机从空闲的I/O存储资源中取出用户虚拟机申请的相应数量的I/O存储资源分配给用户虚拟机；步骤3，用户虚拟机对相应数量的I/O存储资源进行初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供用户使用。
2. 如权利要求1所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征在于，步骤1中，用户虚拟机根据其空闲i/o存储资源的消耗速度决定向特权虚拟机申请I/O存储资源的数量。
3. 如权利要求1所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征在 于，步骤l中，在用户虚拟机中安装存储资源使用状况监测服务程序，用于检 测到用户的I/O空闲存储资源的数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源小 于临界值时向特权虚拟机发出申请I/O存储资源请求；步骤3中，存储资源使用状况监测服务程序，还用于对相应数量的I/0存 储资源进行初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供 用户使用。
4. 如权利要求1所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征在 于，歩骤2中，特权虛拟机将相应数量的I/0存储资源热插入用户虚拟机中， 并通知用户虚拟机。
5. 如权利要求1所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征在 于，步骤2中，在特权虚拟机中安装存储资源管理服务程序，用于从空闲的I/O 存储资源中取出用户虚拟机申请的相应数量的I/O存储资源分配给用户虚拟 机。
6. 如权利要求5所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征在 于，步骤2中，存储资源管理服务程序，还用于将该资源热插拔至用户虚拟机 中，并通知用户虚拟机。
7. —种在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，所述虚拟化环境为Xen虚 拟化环境，其特征在于，包括步骤ll，用户虚拟机检测到用户的i/o空闲存储资源大于临界值，则用户虚拟机卸载特定数量的I/O空闲存储资源，并向特权虚拟机发出卸载I/O存储 资源请求，其中包含需要卸载的I/O存储资源的特定数量；步骤12，特权虚拟机将特定数量的I/O空闲存储资源回收。
8. 如权利要求7所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征在于，步骤11中，用户虚拟机在卸载特定数量的i/o空闲存储资源后，修改用户虚拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。
9. 如权利要求7所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征在 于，步骤12中，特权虚拟机从用户虚拟机中热拔出恃定数量的I/0空闲存储资源，并将其重新添加入空闲的i/o存储资源中。
10. 如权利要求7所述的在虚拟化环境中I/0设备重构的方法，其特征在 于，步骤11中，在用户虚拟机中安装存储资源使用状况监测服务程序，用于 检测到用户的I/O空闲存储资源的数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源 大于临界值时，卸载特定数量的I/0空闲存储资源并向特权虚拟机发出卸载1/0存储资源请求。
11. 如权利要求10所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征 在于，步骤11中，存储资源使用状况监测服务程序，还用于在卸载特定数量 的I/O空闲存储资源后，修改用户虚拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。
12. 如权利要求7所述的在虚拟化环境中I/0设备重构的方法，其特征在 于，歩骤12中，在特权虚拟机中安装存储资源管理服务程序，用于将特定数量的i/o空闲存储资源回收。
13. 如权利要求12所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的方法，其特征 在于，步骤12中，存储资源管理服务程序，还用于从用户虚拟机中热拔出特 定数量的I/O空闲存储资源，并将其重新添加入空闲的I/O存储资源中。
14. 一种在虛拟化环境中I/0设备重构的系统，所述虚拟化环境为Xen虚 拟化环境，包括用户虚拟机和特权虚拟机，其特征在于，用户虚拟机，用于检测到用户的i/o空闲存储资源小于临界值时，向特权虚拟机发出申请I/O存储资源请求，其中包含申请I/O存储资源的数量；特权虚拟机，用于从空闲的i/o存储资源中取出用户虚拟机申请的相应数量的I/O存储资源分配给用户虚拟机-，用户虚拟机，还用于对相应数量的i/o存储资源进行初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供用户使用。
15. 如权利要求14所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征在于，用户虚拟机，还用于根据其空闲i/o存储资源的消耗速度决定向特权虚拟机申请I/O存储资源的数量。
16. 如权利要求14所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征 在于，用户虚拟机中包含存储资源使用状况监测服务程序；存储资源使用状况监测服务程序，用于检测到用户的I/O空闲存储资源的 数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源小于临界值时向特权虚拟机发出申 请1/0存储资源请求；存储资源使用状况监测服务程序，还用于对相应数量的I/O存储资源进行 初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供用户使用。
17. 如权利要求14所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征在于，特权虚拟机，还用于将相应数量的i/o存储资源热插入用户虚拟机中，并通知用户虚拟机。
18. 如权利要求14所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征在于，特权虚拟机中包含存储资源管理服务程序；存储资源管理服务程序，用于从空闲的i/o存储资源中取出用户虚拟机申请的相应数量的I/O存储资源分配给用户虚拟机。
19. 如权利要求18所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征 在于，存储资源管理服务程序，还用于将该资源热插拔至用户虚拟机中，并通 知用户虚拟机。
20. —种在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，所述虚拟化环境为Xen虚 拟化环境，包括用户虚拟机和特权虚拟机，其特征在于，用户虚拟机，用于检测到用户的i/o空闲存储资源大于临界值时，则用户虚拟机卸载特定数量的I/O空闲存储资源，并向特权虚拟机发出卸载I/O存储 资源请求，其中包含需要卸载的I/O存储资源的特定数量；特权虚拟机，用于将特定数量的i/o空闲存储资源回收。
21. 如权利要求20所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征在于，用户虚拟机，还用于在卸载特定数量的i/o空闲存储资源后，修改用户虚拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。
22. 如权利要求20所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征在于，特权虚拟机，还用于从用户虚拟机中热拔出特定数量的i/o空闲存储资 源，并将其重新添加入空闲的i/o存储资源中。
23. 如权利要求20所述的在虚拟化环境中1/0设备重构的系统，其特征 在于，用户虚拟机中包含存储资源使用状况监测服务程序；存储资源使用状况监测服务程序，用于检测到用户的I/O空闲存储资源的 数量，并在检测到用户的I/O空闲存储资源大于临界值时，卸载特定数量的I/O 空闲存储资源并向特权虚拟机发出卸载I/O存储资源请求。
24. 如权利要求23所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征 在于，存储资源使用状况监测服务程序，还用于在卸载特定数量的i/o空闲存 储资源后，修改用户虚拟机的根文件系统和I/O设备的相应信息。
25. 如权利要求20所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征 在于，特权虚拟机中包含存储资源管理服务程序；存储资源管理服务程序，用于将特定数量的I/O空闲存储资源回收。
26. 如权利要求25所述的在虚拟化环境中I/O设备重构的系统，其特征 在于，存储资源管理服务程序，还用于从用户虚拟机中热拔出特定数量的1/0 空闲存储资源，并将其重新添加入空闲的I/0存储资源中。
全文摘要
本发明涉及一种在虚拟化环境中I/O设备重构的方法及系统，所述虚拟化环境为Xen虚拟化环境。该方法包括步骤1，用户虚拟机检测到用户的I/O空闲存储资源小于临界值，则向特权虚拟机发出申请I/O存储资源请求，其中包含申请I/O存储资源的数量；步骤2，特权虚拟机从空闲的I/O存储资源中取出用户虚拟机申请的相应数量的I/O存储资源分配给用户虚拟机；步骤3，用户虚拟机对相应数量的I/O存储资源进行初始化，部署文件系统，然后安装到用户虚拟机的根文件系统中供用户使用。本发明使得在对用户透明的情况下，达到存储资源的分配随着用户的需求而变化，既能满足用户的需求，又不会造成存储资源的浪费情况的出现。
文档编号G06F13/10GK101430670SQ200810239739
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者孙毓忠, 杨亚军, 星 熊 申请人:中国科学院计算技术研究所