专利名称：一种支持多场景的虚拟机调度装置和方法
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一种支持多场景的虚拟机调度装置，应用于虚拟化集群中，对虚拟机进行迁移调度，其特征在于，包括依次连接的虚拟机集群信息统一访问模块，用于接收虚拟化集群系统的处理请求，经过预处理后生成输入信息传递给后续模块进行分析和处理；虚拟机调度模块，用于接收所述虚拟机调度信息统一访问模块经过预处理后的输入信息，生成调度策略；
虚拟机调度信息统一输出模块，用于接收所述虚拟机调度模块的调度策略，按约定标准格式组织和处理调度策略，将处理后生成的调度和决策指令发送给虚拟化集群系统。进一步地，所述的虚拟机调度模块包括集群整体状态判断单元，用于判断所述虚拟化集群系统的状态；虚拟机调度策略选择单元，根据所述虚拟化集群系统的状态，选择具体的调度策略单元；调度策略单元，生成具体的调度策略，并输出到虚拟机调度信息统一输出模块。进一步地,所述的调度策略单元包括初始放置单元,热点解除单元,负载均衡单元，新开物理机单元，动态整合单元。根据不同场景调用相应调度策略单元进行分析和处理，生成不同的调度策略。其中，所述的处理请求包括所述虚拟机集群的物理机和虚拟机的资源使用情况信息，虚拟机依存关系信息，预测信息。虚拟机集群信息统一访问模块对这些信息进行预处理，以XML文件的形式传输给虚拟机调度模块，包含了整个集群所有虚拟机的当前时刻负载信息和一些算法调度配置信息。其中，所述的各调度策略单元遵从统一的调用接口和动作指令。虚拟机调度模块各调度策略单元之间提供统一的接口，遵从统一的动作指令格式，各单元可根据不同的场景需要进行动态的选择。由于本发明采用了场景驱动机制并提供了统一的调用接口和动作指令，可方便的对调度模块中各调度策略单元进行热插拔。本发明还提供一种支持多场景的虚拟机调度方法，应用于虚拟化集群中，对虚拟机进行迁移调度，包括步骤步骤I、接收虚拟化集群系统处理请求，对处理请求进行预处理；步骤2、接收预处理后的输入信息，将虚拟化集群系统状态分类；步骤3、根据当前虚拟化集群系统的状态生成相应的调度策略；步骤4、将调度策略转变为调度和决策指令送给虚拟化集群系统。其中，所述虚拟化集群系统状态分为过载HOT、空闲COLD、正常负载WARM三种状态，HOT表示系统整体负载过高，COLD表示系统整体负载较低，WARM表示系统整体负载适中。进一步地,所述步骤3包括当前虚拟化集群系统状态为HOT状态，生成新开物理机的调度策略；当虚拟化集群系统负载处于WARM或是COLD状态时，若输入的信息存在有初始放置虚拟机的请求，则生成放置虚拟机调度策略；若不存在初始放置的请求，则检查当前集群中是否存在热点物理机，若存在热点，生成迁移部分虚拟机调度策略；若不存在热点物理机，且虚拟化集群系统负载处于COLD，则生成动态整合调度策略；若不存在热点物理机，且虚拟化集群系统负载处于WARM，则生成负载均衡调度策略。其中，所述的处理请求包括所述虚拟机集群的物理机和虚拟机的资源使用情况信息，虚拟机依存关系信息，预测信息。其中，输入信息和调度策略以XML文件的形式传输。虚拟机调度装置内各模块间通过统一的XML格式文件传输，屏蔽输入输出信息的复杂性。本发明拥有规范和完整的虚拟化集群调度体系架构，使用本发明能够较好的支持多场景下的虚拟化集群的调度，到达不同场景下的调度目的。同时本发明有较好的自适应性、可控性和可扩展性能为多场景下虚拟化集群调度的发明和设计供了良好的方法和规范，提高了调度算法设计的透明性，应用范围广泛。
图I :为本发明一种支持多场景下的虚拟机调度装置；图2 :为本发明的调度模块的业务逻辑示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。如图I所示，本发明虚拟机调度装置包括接收集群信息输入的虚拟机集群信息统一访问模块，分析集群信息和场景要求产生调度决策的虚拟机调度模块和将调度和决策信息统一输出的虚拟机调度信息统一输出模块。虚拟化集群系统根据需要可以随时向本发明虚拟机调度装置发送处理请求，包括初始放置、热点解除、负载均衡、节能减排、启动调度等。虚拟机集群信息统一访问模块为集群提供信息统一输入接口，接收虚拟化集群系统发来的处理请求，处理请求包括物理机和虚拟机的资源使用情况(CPU、内存、10、网络)信息，业务模型确定的虚拟机依存关系(静态配置、性能影响)信息，数据学习模型得到的预测信息。虚拟机集群信息统一访问模块接收处理请求后，经过预处理后生成输入信息传递给虚拟机调度模块进行分析和处理。虚拟机调度模块是整个调度系统的核心，虚拟机调度模块接收输入信息，对集群的整体状态进行识别。调度模块根据所识别的状态智能选择不同的调度策略单元，形成不同的调度决策。虚拟机调度模块包括集群整体状态判断单元，用于判断所述虚拟机集群系统的状态；虚拟机调度策略选择单元，根据所述虚拟化集群系统的状态，选择具体的调度策略单元；调度策略单元，生成具体的调度策略，并输出到虚拟机调度信息统一输出模块，调度策略单元包括初始放置单元，热点解除单元，负载均衡单元，新开物理机单元，动态整合单元。虚拟机调度模块接收虚拟机调度信息统一访问模块输入的数据，综合考虑降低迁移代价(业务中断、资源消耗等)，避免资源碎片，减少迁移次数，防止迁移震荡，避免物理机反复上下电、虚拟机集群的负载均衡等因素，根据不同场景调用相应调度策略单元进行分析和处理，并将处理后的调度策略传递给虚拟机调度信息统一输出模块。调度和决策指令包括迁移指令、下电指定、上电指令。其中迁移指令包括源主机、目的主机，待迁移虚拟机，上电指令包括需要新开物理机的台数，每条下电指令包括一个需要被关闭的物理机标志。虚拟机调度模块各调度策略单元之间提供统一的接口，遵从统一的动作指令格式，各单元可根据不同的场景需要进行动态的选择。由于本发明采用了场景驱动机制并提供了统一的调用接口和动作指令，可方便的对调度 模块中各调度策略单元进行热插拔。虚拟机调度信息统一输出模块接收虚拟机调度模块的调度信息，按约定标准格式组织和处理调度策略。它将处理后的生成的调度和决策指令发送给虚拟机集群系统。通过虚拟机调度信息统一访问模块可把复杂的物理机和虚拟机的状态信息转变成可供虚拟机调度模块使用的输入信息。通过虚拟机调度信息统一输出模块将调度模块信息转变模块可供物理集群调度的基本指令。通过将各模块封装，采用栈的设计，屏蔽的输入输出信息的复杂性。本实施例虚拟机调度装置内各模块间通过统一的XML格式文件传输。如图2所示，本发明虚拟机调度模块逻辑功能包括集群状态分析，业务逻辑处理，决策结果生成。具体的调度方法如下步骤201、虚拟机调度模块根据虚拟化集群系统处理请求中包括的物理机和虚拟机的资源情况，根据系统设定的阈值，将集群的状态分为HOT、COLD、WARM三种状态，HOT表示系统整体负载过高，COLD表示系统整体负载较低，WARM表示系统整体负载适中。虚拟机调度模块接收虚拟化集群系统发送过来的集群负载数据，负载数据以XML文件的形式传输，包含了整个集群所有虚拟机的当前时刻负载信息和一些算法调度配置信息；虚拟机调度模块的集群状态判断模块分析输入信息，根据数据情况，得知当前系统整体状况，确定当前系统处于相应的状态HOT、WARM、COLD (整体负载过高，整体负载适中，整体负载过低)。步骤202、根据虚拟化集群系统的处理请求，根据当前虚拟机集群的负载状态和场景要求选择当前需要完成的调度业务逻辑，并选择相应的调度策略单元，调用调度策略单元中的决策算法，经过算法的执行处理后，获得决策结果。如图2，当前集群负载过高，物理集群处于HOT状态，将直接发出新开物理机的决策，并结束当前调度，必要时可进行下一轮决策，通过迁移虚拟机缓解现有物理机上过高的负载压力。当集群负载处于WARM或是COLD状态时，将可选择执行其余的业务逻辑。根据输入的信息，首先判断当前是否存在有初始放置虚拟机的请求，若存在则做出放置物理机的决策，输出放置决策的结果。值得说明的是，此处可根据不同的需求方便的使用或自行设计不同的放置算法，屏蔽了具体系统的复杂性。若不存在初始放置的请求，则可选择进入热点解除单元，检查当前虚拟机集群中是否存在热点物理机，若存在热点物理机，可根据场景需求，通过调度系统迁移部分虚拟机，并可结束本次调度。若不存在热点物理机，则根据系统状态和场景需求进入不同的业务逻辑动态整合或负载均衡。若是集群负载处于C0LD，则可直接进行虚拟机的动态整合单元，达到节能减排的。若是集群负载处于WARM，则可直接执行负载均衡单元，在负载均衡单元中可根据系统整体状态的输入选择不同的均衡算法。
步骤203、虚拟机调度模块将决策结果以XML文件形式传递给虚拟机调度信息统一输出模块。最后，虚拟机调度信息统一输出模块将决策结果解析模块可供集群处理的指令序列送给虚拟化集群系统，完成整个调度过程。由于系统中的虚拟机数目和其负载状态的变化，使整个集群负载在COLD、WARM、HOT之间转换。根据不同的场景需求，可通过多种调度手段达到目标状态。系统调度决策的动作可分为开启物理机、关闭物理机、关闭虚拟机、开启虚拟机、迁移虚拟机。通过屏蔽不同场景信息输入和调度指令的复杂性，可实现各模块算法的快速设计和实施。多种场景中的需求即为多种决策调度动作的相互依赖和组合，本发明通过清晰的模块次设计、模块化方法和负载状态转移的思路实现支持多场景的调度系统。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精 神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.ー种支持多场景的虚拟机调度装置，应用于虚拟化集群中，对虚拟机进行迁移调度，其特征在于，包括依次连接的 虚拟机集群信息统ー访问模块，用于接收虚拟化集群系统的处理请求，经过预处理后生成输入信息传递给后续模块进行分析和处理； 虚拟机调度模块，用于接收所述虚拟机调度信息统ー访问模块经过预处理后的输入信息，生成调度策略； 虚拟机调度信息统ー输出模块，用于接收所述虚拟机调度模块的调度策略，按约定标准格式组织和处理调度策略，将处理后生成的调度和决策指令发送给虚拟化集群系统。
2.根据权利要求I所述的支持多场景的虚拟机调度装置，其特征在于，所述的虚拟机调度模块包括 集群整体状态判断単元，用于判断所述虚拟化集群系统的状态； 虚拟机调度策略选择单元，根据所述虚拟化集群系统的状态，选择具体的调度策略单元; 调度策略単元，生成具体的调度策略，并输出到虚拟机调度信息统ー输出模块。
3.根据权利要求2所述的支持多场景的虚拟机调度装置，其特征在于，所述的调度策略 単元包括初始放置単元，热点解除単元，负载均衡単元，新开物理机単元，动态整合単元。
4.根据权利要求I或2所述的支持多场景的虚拟机调度装置，其特征在于，所述的处理请求包括所述虚拟机集群的物理机和虚拟机的资源使用情况信息，虚拟机依存关系信息，预测信息。
5.根据权利要求3所述的支持多场景的虚拟机调度装置，其特征在于，所述的各调度策略単元遵从统一的调用接口和动作指令。
6.ー种支持多场景的虚拟机调度方法，应用于虚拟化集群中，对虚拟机进行迁移调度，其特征在于，包括步骤 步骤I、接收虚拟化集群系统处理请求，对处理请求进行预处理； 步骤2、接收预处理后的输入信息，将虚拟化集群系统状态分类； 步骤3、根据当前虚拟化集群系统的状态生成相应的调度策略； 步骤4、将调度策略转变为调度和决策指令送给虚拟化集群系统。
7.根据权利要求6所述的支持多场景的虚拟机调度方法，其特征在于，所述虚拟化集群系统状态分为过载HOT、空闲COLD、正常负载WARM三种状态，HOT表示系统整体负载过高，COLD表示系统整体负载较低，WARM表示系统整体负载适中。
8.根据权利要求7所述的支持多场景的虚拟机调度方法，其特征在于，所述步骤3包括 当前虚拟化集群系统状态为HOT状态，生成新开物理机的调度策略； 当虚拟化集群系统负载处于WARM或是COLD状态时，若输入的信息存在有初始放置虚拟机的请求，则生成放置虚拟机调度策略；若不存在初始放置的请求，则检查当前集群中是否存在热点物理机，若存在热点，生成迁移部分虚拟机调度策略；若不存在热点物理机，且虚拟化集群系统负载处于C0LD，则生成动态整合调度策略；若不存在热点物理机，且虚拟化集群系统负载处于WARM，则生成负载均衡调度策略。
9.根据权利要求6，7，8任ー权利要求所述的支持多场景的虚拟机调度方法，其特征在于，所述的处理请求包括所述虚拟机集群的物理机和虚拟机的资源使用情况信息，虚拟机依存关系信息，预测信息。
10.根据权利要求6，7，8任ー权利要求所述的支持多场景的虚拟机调度方法，其特征在于，输入信息和调度策略以XML文件的形式传输。
全文摘要
本发明公开了一种支持多场景的虚拟机调度装置和方法，包括接收集群信息输入的虚拟机集群信息统一访问模块，分析集群信息和场景要求产生调度决策的虚拟机调度模块和将调度和决策信息统一输出的虚拟机调度信息统一输出模块。信息统一访问模块接收虚拟化集群系统的处理请求，预处理为统一的输入信息格式，虚拟机调度模块根据输入信息将虚拟化集群系统状态分类，并根据分类为处理请求产生相应的调度策略，然后经过信息统一输出模块输出调度指令。本发明能够较好的支持多场景下的虚拟化集群的调度，到达不同场景下的调度目的。采用模块化设计，各模块间采用统一的接口，提高了调度算法设计的透明性，应用范围广泛。
文档编号G06F9/48GK102662754SQ20121011916
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者何钦铭, 朱良伟, 李星, 陈建海 申请人:浙江大学