云资源的加速实例化的制作方法
【专利说明】云资源的加速实例化
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求于2013年10月15日递交的美国临时专利申请No. 61/891，190的优 先权，该申请的整体通过引用被合并到本文。
【背景技术】
[0003] 1.技术领域
[0004] 本主题的技术与用于实例化云资源的方法有关，这些云资源作为服务虚拟机进行 提供。具体地，本技术的某些方面提供用于对逻辑资源进行近乎实时的创建的系统和方法， 这些逻辑资源被托管于云计算环境中的服务虚拟机上。
[0005] 2.简介
[0006] 通过虚拟机技术，云计算通过允许客户（也被称为"租户"）使用服务提供商的虚 拟化计算资产（例如，虚拟处理器、虚拟存储装置以及虚拟网络资源）而非必须购买并且完 全拥有所有必需的装置来改变基于网络的服务的格局。应当注意，云计算提供商根据若干 种基本模型（包括例如，基础设施即服务（IaaS)和平台即服务（PaaS))来提供其服务。传 统地，IaaS已经提供了诸如虚拟机（VM)、虚拟网络或虚拟存储装置之类的逻辑基础设施资 源，而PaaS已经提供了具有更高抽象等级的资源。然而，多年以来，IaaS与PaaS之间的界 线变得日益模糊。
[0007] 用于基础设施即服务（IaaS)和平台即服务（PaaS)环境中的云服务管理（CSM)系 统可以向其租户提供诸如虚拟路由器、虚拟防火墙之类的逻辑网络资源。在IaaS和PaaS 二者中，逻辑资源通过云APi (例如，Amazon:? Web服务APi和Openstsack? API)而变 得可用。在封面的背后，可以以各种方法来实现这些资源，例如，使用物理设备或这些设备 中的虚拟上下文、以及使用VM或传统的软件。典型地，使用上面提及的方法的组合。
[0008] 与使用专用物理设备的情况相比较，当使用VM来实现云服务中的逻辑资源时，创 建必需的逻辑资源需要大量的时间。具体地，物理机器典型地被预配设并且随时可供使用， 而逻辑资源通常按需创建。因此，逻辑资源在使得托管资源的服务VM准备就绪并处在服务 中的方面遭受时间损失。这额外的准备时间可以包括但不限于：(a)用于选择满足客户的 需求的恰当的主机的时间、（b)用于创建VM资产的时间、（c)用于将启动映像复制给主机的 时间、以及⑷用于自展启动映像的时间。
[0009] 另一方面，由于对这些资源的需求的高交互性和动态性，因此租户对于这些逻辑 资源可能具有不同种预期。例如，当web服务器在网络业务中突然遭受意外的尖波时，租户 可能期望在几秒（而不是接下来的半小时）之内实例化并部署附加的资源（例如，虚拟路 由器）。这样的延迟是不可取的，因为它们降低了用户体验并且使得使用云服务的应用服务 设计更加复杂。
【附图说明】
[0010] 在所附权利要求中提出了本主题技术的某些特征。然而，所包括的用来提供进一 步理解的附图阐述了所公开的方面并且与说明书一起用来解释本主题技术的原理。在附图 中：
[0011] 图1是包括通过各种通信方法互连的节点/设备的示例计算机网络的示意性框 图；
[0012] 图2是示例简化计算设备的示意性框图；
[0013] 图3是示出云服务管理系统的示例的示意性框图；
[0014] 图4是示出以映射到抽象层的虚拟机为特征的示例系统的示意性框图；
[0015] 图5是示出以服务VM池、抽象层以及客户端设备为特征的另一示例系统的示意性 框图；
[0016] 图6根据一些实现方式示出了一些可用资源的所期望的范围的示例；
[0017] 图7A-图7D是示出了示例调度功能操作的示意性框图；
[0018] 图8示出了用于创建逻辑资源的示例方法；
[0019] 图9示出了用于执行VM池维护的示例方法；
[0020] 图10示出了用于创建逻辑资源的另一示例方法；以及
[0021] 图11示出了用于删除逻辑资源的示例方法。
【具体实施方式】
[0022] 1.概述
[0023] 在一个实施例中，系统可以将每个抽象层时隙映射到逻辑资源的虚拟上下文，其 中，每个虚拟上下文由来自虚拟机池中的虚拟机进行托管。该系统然后可以识别来自抽象 层时隙中可用的抽象层时隙，并且保留可用的抽象层时隙，以便逻辑资源的相应虚拟上下 文能够被供应。接下来，该系统可以将可用的抽象层时隙标记为不可用。
[0024] 2.具体描述
[0025] 下面提出的具体描述旨在作为本主题技术的各种配置的描述，并且不意为仅仅表 示本主题技术可以被实施的配置。附图被包括在本文中，并且构成了具体描述的一部分。具 体描述包括用于提供对本主题技术更加透彻的理解的具体细节。然而，清楚且显而易见的 是，本主题技术不限于本文提出的具体细节，并且可以在无需这些细节的情况下被实施。在 一些实例中，结构和组件以框图的形式示出，以免模糊本主题技术的概念。
[0026] 鉴于上面所提出的关于服务VM的实例化的问题，所需要的是当VM用于实现逻辑 网络资源时减少资源创建时间的方法。本主题技术通过维护预创建服务VM的备用池解决 了上述需求，其中，这些预创建的服务VM在创建之后空闲运行或休眠。换言之，本文提出的 各种实施例可以减少或消除涉及如下各项的等待时间：(a)选择主机、（b)创建VM资产、（c) 复制启动映像、和/或（d)加载启动映像。服务VM托管各种逻辑网络资源，这些逻辑网络 资源然后可以在租户请求逻辑网络资源的任何时候由云系统管理（CSM)系统进行分配和 提供。这不仅允许CSM以显著减少的实例化时间来提供逻辑资源，而且其还使得该实例化 时间更加可预测且统一。
[0027] 可以通过引入抽象层将该处理进一步流线化，该抽象层以虚拟"时隙"的形式位于 逻辑资源与后台资源（即，VM)之间。由于给定的VM可以托管多于一个逻辑资源的虚拟上 下文，因此VM上的各个虚拟上下文可以被映射到不同的时隙。替代地，如果VM仅具有一个 虚拟上下文，则整个VM可以被映射到单个时隙。由于抽象层降低了关联于与VM进行接合 的粒度的等级，因此其有助于简化CSM的任务并且降低管理VM池时引入错误的可能性。
[0028] 此外，CSM可以通过跟踪空闲时隙的数目来将服务VM池维护在其最优大小。例如， 如果期望的一组空闲时隙为S，其中，S >0,则空闲时隙的期望范围DR可以被表示为，DR = INTCf^S，...），f2(S，...）])，其中，匕和匕是确定期望范围的下限和上限的函数。当发 现空闲时隙的数目处于期望范围之外时，则CSM可以决定启动另外的服务VM或者销毁过量 的服务VM以防止池的大小变得太小或太大。CSM可以响应于各种状况而执行这样的维护操 作，例如，当租户请求新的资源时、当租户放弃资源时、和/或基于周期而不考虑资源请求。
[0029] 计算机网络是在地理上分布的节点的集合，这些节点通过通信链路和分段进行互 连，以在端节点（例如，个人计算机和工作站）之间传输数据。从局域网（LAN)到广域网 (WAN)的范围内的许多类型的网络是可用的。LAN通常通过位于大致相同的物理位置（例 如，建筑物或校园）的专用私有通信链路来连接节点。另一方面，WAN-般通过长距离通 信链路（例如，公共载波电话线、光学光路、同步光网络（SONET)、或同步数字体系（SDH)链 路）来连接地理上分散的节点。
[0030] 互连网是WAN的示例，其连接世界范围内分散的网络，从而提供各种网络上的节 点之间的全球通信。这些节点典型地根据预定协议（例如，传输控制协议/互连网协议 (TCP/IP))通过交换离散帧或数据分组来经由网络进行通信。在该上下文中，协议包括一组 定义节点如何相互交互的规则。计算机网络还可以通过中间网络节点（例如，路由器）进 行互连，以扩展每个网络的有效"大小"。
[0031] 云计算一般可以被定义为基于互连网的计算，其中，计算资源经由网络（例如， "云"）按需从可用资源集合中被动态配设并且分配给客户端或用户计算机或者其他设备。 云计算资源例如可以包括任意类型的资源，例如，计算、存储、以及网络设备、虚拟机（VM) 等。例如，资源可以包括服务设备（防火墙、深度分组检查器、流量监控器等）、计算/处理 设备（服务器、CPU、存储器、强力处理能力）、存储设备（例如，网络附连存储装置、存储区 域网络设备）等，并且可以用于虚拟机（VM)、数据库、应用（App)等的实例化。
[0032] 云计算资源可以包括"私有云"、"公共云"和/或"混合云"。"混合云"是包括通过 技术而结盟或进行互操作的两个或更多个云的云基础设施。本质上，混合云是私有云与公 共云之间的交互，其中，私有云加入公共云并且以安全和可扩展的方式来利用公共云资源。
[0033] 图1是示例计算机网络100的示意性框图，该示例计算机网络100说明性地包括 通过各种通信方法进行互连的节点/设备。例如，链路可以是有线链路或共享介质（例如， 无线链路等），其中，某些节点可以基于物理连接或基于距离、信号强度、当前操作状态、位 置等来与其他节点进行通信。本领域技术人员将理解，任意数目的节点、设备、链路等可以 用于该计算机网络中，并且本文所示的视图是出于简化的目的。
[0034] 具体地，设备"A"和"B"可以包括具有处理和/或存储能力的任意设备，例如，个 人计算机、移动电话（例如，智能电话）、游戏系统、便携式个人计算机（例如，膝上型计算 机、平板计算机等）、机顶盒、电视机、交通工具等，并且设备"A"和"B"可以与网络160 (互 连网或私有网络）进行通信以到达云150。此外，一个或多个服务器（服务器A和B)、网络 管理服务器（匪S)、控制中心等也可以与网络160进行互连（或者位于网络160之内）从而 到达云150。
[0035] 云150可以是公共云系统、私有云系统、和/或混合云系统。云150包括多个资源 (例如，防火墙197、负载均衡器193、（一个或多个）WAN优化平台195、（一个或多个）设备 200、（一个或多个）服务器180以及（一个或多个）虚拟机（VM) 190)。云资源可以是物理 资源和虚拟资源的组合。可以基于来自一个或多个客户端的请求来配设云资源。客户端可 以是一个或多个设备（例如，设备A和/或B)或者一个或多个服务器（例如，服务器A和 / 或 B)。
[0036] 可以适当地使用预定的网络通信协议（例如，某些已知的有线协议、无线协议或 其他协议）在计算机网络100的节点/设备之间交换数据分组（例如，流量和/或消息）。 在该上下文中，协议包括一组定义节点如何相互交互的规则。
[0037] 图2是示例简化计算设备200的示意性框图，该计算设备200可以例如作为服务 器180或作为一个或多个设备的表示（如VM 190)与本文所描述的一个或多个实施例一起 使用。说明性"设备"200可以包括通过系统总线250进行互连的一个或多个网络接口 210、 至少一个处理器220和存储器240。（一个或多个）网络接口 210包含用于通过耦合到网 络100的链路来传输数据的机械电路、电气电路和信令电路。网络接口 210可以被配置为 使用本领域技术人员所理解的各种不同的通信协议来发送和/或接收数据。存储器240包 括用于存储于本文所描述的实施例相关联的软件程序和数据结构且可由处理器220寻址 的多个存储位置。处理器220可以包括适于运行软件程序并且操纵数据结构245所必需的 元件或逻辑。操作系统242(其部分典型地驻留在存储器240中并且由处理器运行）尤其 通过调用支持在设备上运行的软件处理和/或服务的操作来在功能上组织设备。这些软件 处理和/或服务可以包括说明性"虚拟资源实例化"处理248,如本文所描述的。
[0038] 本领域技术人员将理解的是，其他处理器和存储器类型