CN101765225B - 一种虚拟化的集群管理方法和集群节点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于虚拟化集群管理的集群节点，包括：集群节点管理模块、中间件接口、虚拟机监控器组、虚拟机；其中，集群节点管理模块用于接收集群管理节点转发的用户端的调用管理命令，判断调用管理命令的类型；中间件接口用于当所述调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，提供监控调用管理命令相对应的接口给集群节点管理模块以调用虚拟机监控器组中的虚拟机监控器；虚拟机监控器组用于对与虚拟机监控器通信相连的虚拟机进行监控管理。本发明实施方式还提供一种虚拟化的集群管理方法，通过中间件接口向上层提供多种接口，使上层无需修改管理各种不同类型的虚拟机监控器，从而可以提高虚拟化集群管理的效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，特别是涉及一种虚拟化的集群管理方法和集群节点。
背景技术
在早期虚拟化技术，主要是将昂贵的主机系统虚拟化多个独立的虚拟机。系统级虚拟化在计算机硬件和操作系统之间增加虚拟机监控器(VMM，Virtual Machine Monitor)以解除二者间的直接依赖。随着包括x86体系结构处理器等通用处理器性能的提高，并加上虚拟化技术可有效降低成本、易管理、提高系统可用性、动态负载平衡、加强安全策略等特点，使得微处理器计算系统虚拟化技术成为目前的技术新动向。
通过系统的虚拟化技术，可以在同一物理设备上运行多个虚拟机。每个虚拟机上具有相应的机器名、独立的虚拟网络地址、用户管理相互独立、使用分配的部分设备资源。为有效管理多个物理机器节点、以及其上的多个虚拟机，需要相应的集群管理技术。虚拟化系统的集群管理技术涉及：创建和终止虚拟机、虚拟机的部署、虚拟机中用户管理、虚拟机在不同物理机器间的迁移、虚拟化系统的资源监控等等。
在传统的集群管理系统中，以物理节点为管理对象，管理每个节点的设备资源、节点的用户管理、以及作业在各节点间的分配等。针对虚拟化系统，采用扩展物理节点集群管理方法，将虚拟机作为节点，以物理节点管理节点的方法管理虚拟机节点，从而实现对虚拟化系统的管理。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：现有技术将虚拟节点当作物理节点，采用平面结构进行管理，由于物理节点是构成集群的具备独立功能的实体，而虚拟机是在物理节点的基础上通过虚拟化技术虚拟出的一个虚拟机，即未考虑到虚拟节点和物理节点的差异，从而导致以物理节点管理节点的方法管理虚拟机节点的效率很低。
发明内容
本发明实施例提供一种虚拟化的集群管理方法和集群节点，以提高虚拟化系统管理的效率。
根据本发明的一方面，提供一种应用于虚拟化集群管理的集群节点，所述集群节点与集群管理节点通信相连，所述集群管理节点与用户端通信相连，所述集群管理节点接收所述用户端发送的调用管理命令，所述集群节点包括：集群节点管理模块、中间件接口、虚拟机监控器组、虚拟机；
其中，所述集群节点管理模块，用于接收所述集群管理节点转发的所述用户端发送的调用管理命令，判断所述调用管理命令的类型；
所述中间件接口，用于当所述集群节点管理模块判断所述调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，提供所述监控调用管理命令相对应的接口给所述集群节点管理模块以调用管理所述虚拟机监控器组中的虚拟机监控器；
所述虚拟机监控器组，用于在所述集群节点管理模块的调用管理下，对与所述虚拟机监控器通信相连的所述虚拟机进行监控管理。
根据本发明的另一方面，还提供一种虚拟化的集群管理方法，包括：
判断用户端发送的调用管理命令的类型；
当所述调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，通过所述监控调用管理命令相对应的接口调用管理虚拟机监控器；
通过所述被调用管理的虚拟机监控器对与所述虚拟机监控器通信相连的虚拟机进行监控管理。
采用上述提供的虚拟化的集群管理方法和集群节点，在物理机器的基础上通过集群节点管理模块、中间件接口、虚拟机监控器组构建三层构架，即层次化，通过中间件接口向上层集群管理节点和集群节点管理模块提供多种接口，使上层集群管理节点和集群节点管理模块无需修改管理各种不同类型的虚拟机监控器，从而实现上层集群管理节点和集群节点管理模块与底层的物理机器和该物理机器上的虚拟机的无关性，同时，可以兼容不同类型的底层的虚拟机监控器，还可以有效屏蔽底层的虚拟机监控器的异构性，从而可以提高虚拟化集群管理的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的应用于虚拟化集群管理的集群节点的结构图；
图2为本发明实施例的集群节点的另一结构图；
图3为本发明实施例的虚拟化的集群管理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例的应用于虚拟化集群管理的集群节点的结构图。在本实施例中，集群管理节点10分别与集群节点20及用户端30通信连接，集群管理节点10用于管理物理机器上的多个虚拟机所构成的集群节点20，并用于向用户端30提供集群节点20中的虚拟机状态，同时，还可以接收用户端30的命令以更改集群节点20的系统配置。
集群管理节点10包括管理用户接口100，管理用户接口100通过图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)方式与用户端30通信相连，用于将用户端30的操作命令转化为与该操作命令对应的函数接口调用管理命令；同时，管理用户接口100采用基于XML的远程过程调用(XML-basedRemote Procedure Call，XML-RPC)方式与集群节点20通信相连，用于根据函数接口调用管理命令通过XML-RPC方式管理集群节点20中的虚拟机。管理用户接口100还用于定期获取集群节点20中的虚拟机状态，并通过GUI显示给用户端30。
集群节点20包括集群节点管理模块200、中间件接口202、虚拟机监控器组204、多个虚拟机205。
集群节点管理模块200与管理用户接口100及中间件接口202通信相连，中间件接口202通过虚拟机监控器组204与多个虚拟机205通信相连。在本实施例中，集群节点管理模块200用于当接收到管理用户接口100发送的调用管理命令时，判断该调用管理命令的类型。
当该调用管理命令是对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，通过中间件接口202提供的所述监控调用管理命令相对应的接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器，通过该虚拟机监控器对与该虚拟机监控器通信相连的虚拟机进行监控管理，此种情况下的结构图如图1所示。
在本实施例中，当所述监控调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，所述监控调用管理命令可以包括：创建一个新的虚拟机、终止虚拟机、重启虚拟机、暂停虚拟机、恢复虚拟机、设置虚拟CPU(VirtualCPU，VCPU)绑定、虚拟机迁移、创建虚拟机网络、监控各个虚拟机占用的资源数量、监控各个虚拟机的状态信息的监控调用管理命令。
在本实施例中，集群节点管理模块200通过中间件接口202调用虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器对虚拟机进行监控管理的内容可以包括但不限于：
一、系统控制：虚拟机创建、虚拟机终止、虚拟机重启、虚拟机暂停、虚拟机恢复、设置虚拟CPU(Virtual CPU，VCPU)绑定、虚拟机迁移、创建虚拟机网络；
二、资源数量和状态信息：该资源数量包括：内存、磁盘和CPU等资源使用信息，及最大能使用VCPU个数与最大使用内存大小，该状态信息包括CPU负载、内存及磁盘的运行状态、网络的利用率及虚拟机操作系统类型。
在本实施例中，中间件接口202与集群节点管理模块200通信相连的接口类型可以包括但不限于以下类型，也可看成是当所述监控调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，所述监控调用管理命令与中间件接口202提供的接口的对应关系：
(1)创建、终止、重启虚拟机接口：当集群节点管理模块200需要创建一个新的虚拟机时，首先集群节点管理模块200设定需新建的虚拟机的CPU、内存、磁盘路径、系统映像及网络配置等信息，再通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器的创建功能，以创建上述的虚拟机，并创建该新虚拟机的网络，及设置是否进行虚拟VCPU绑定；比如，当调用管理Xen虚拟机监控器时，调用Xen虚拟机监控器的Hypercall，即dom0_op，创建一个新的虚拟机；当集群节点管理模块200需要终止一个正在运行的虚拟机，并将其所占用的物理资源释放时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器的终止功能，以终止该正在运行的虚拟机；当集群节点管理模块200需要重启一个已终止的虚拟机时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器的重启功能，以重启该已终止的虚拟机；
(2)暂停、恢复、迁移虚拟机接口：当集群节点管理模块200需要暂停某个虚拟机的运行时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器的暂停功能，将正在运行的虚拟机挂机，以使该虚拟机暂时停止运行；当集群节点管理模块200需要使某个暂停的虚拟机继续运行时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器的恢复运行功能，将暂停的虚拟机载入系统中并运行；当集群节点管理模块200需要迁移某个虚拟机时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器的迁移功能，迁移该虚拟机；
(3)虚拟机资源数量和状态监控接口：集群节点管理模块200可以通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器监控各个虚拟机占用的资源数量，该资源数量包括：内存、磁盘和CPU等资源使用信息，及最大能使用VCPU个数与最大使用内存大小；还可以通过该接口调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器监控各个虚拟机的状态信息，该状态信息包括CPU负载、内存及磁盘的运行状态、网络的利用率及虚拟机操作系统类型。
在本实施例中，虚拟机监控器组204包括多个不同类型的虚拟机监控器，虚拟机监控器可以包括但不限于为Xen、KVM、VMWare。中间件接口202分别与虚拟机监控器组204中的各个虚拟机监控器通信相连。在本实施例中，虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器由于类型不相同，因此，虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器采用不同的接口类型与中间件接口202通信相连，该接口类型包括接口名和参数形式。当集群节点管理模块200通过中间件接口202需要调用管理虚拟机监控器组204中的虚拟机监控器时，中间件接口202通过查询调用代码组中与需调用的虚拟机监控器对应的调用代码，进而调用管理虚拟机监控器。在本实施例中，调用代码组所包括的调用代码分别对应于不同类型的虚拟机监控器。
当集群节点管理模块200判断该调用管理命令为对虚拟机内部系统监控管理的调用管理命令的情况时，集群节点的结构图如图2所示。在本实施例中，集群节点管理模块200可以通过XML-RPC方式与虚拟机205通信相连，当集群节点管理模块200不需要通过中间件接口202和虚拟机监控器组204对虚拟机205进行内部系统监控管理时，可通过XML-RPC方式与虚拟机205进行沟通，以达到对虚拟机205的内部系统监控管理。此时，虚拟机205包括虚拟机管理模块2050，即集群节点管理模块200可通过XML-RPC方式与虚拟机管理模块2050进行沟通，从而达到对虚拟机205的内部系统监控管理。在本实施例中，管理用户接口100采用基于XML的远程过程调用(XML-based Remote Procedure Call，XML-RPC)方式将虚拟机的内部系统监控管理的调用管理命令发送至集群节点管理模块200，集群节点管理模块200将该对虚拟机的内部系统监控管理的调用管理命令通过XML-RPC方式发送至虚拟机管理模块2050。
该内部系统监控管理可以包括但不限于：虚拟机的用户创建、用户删除、设置用户的访问权限和口令、用户记帐信息、虚拟机的进程、虚拟机的服务、虚拟机的共享文件、虚拟机的文件及系统升级。
本发明实施例提供的集群管理节点和集群节点，在物理机器的基础上通过集群节点管理模块、中间件接口、虚拟机监控器组构建三层构架，即层次化，通过中间件接口向上层集群管理节点和集群节点管理模块提供多种接口，使上层集群管理节点和集群节点管理模块无需修改管理各种不同类型的虚拟机监控器，从而实现上层集群管理节点和集群节点管理模块与底层的物理机器和该物理机器上的虚拟机的无关性，同时，可以兼容不同类型的底层的虚拟机监控器，还可以有效屏蔽底层的虚拟机监控器的异构性，从而可以提高虚拟化集群管理的效率，并且，集群管理节点通过虚拟机监控器监控管理虚拟机监控可以有效管理集群中的虚拟资源，并有助于全面管理虚拟化系统的各类资源，及集群管理节点直接对虚拟机的内部系统监控管理(即不通过中间件接口和虚拟机监控器)，对集群中的用户进行统一管理，可以有效降低虚拟化系统中用户管理所引入的开销。
图3为本发明实施例的虚拟化的集群管理方法的流程图。
在步骤S300中，将用户端的操作命令转化为与该操作命令对应函数接口调用管理命令。
步骤S302，接收该调用管理命令。在本实施例中，通过XML-RPC方式接收该调用管理命令。
步骤S304，判断该调用管理命令的类型。
若判断该调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，执行步骤S306；若判断该调用管理命令为对虚拟机内部系统监控管理的调用管理命令时，执行步骤S308。
步骤S306，通过所述监控调用管理命令相对应的接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器，通过该被调用管理的虚拟机监控器对虚拟机进行监控管理。
在本实施例中，当所述监控调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，所述监控调用管理命令可以包括：创建一个新的虚拟机、终止虚拟机、重启虚拟机、暂停虚拟机、恢复虚拟机、设置虚拟CPU(VirtualCPU，VCPU)绑定、虚拟机迁移、创建虚拟机网络、监控各个虚拟机占用的资源数量、监控各个虚拟机的状态信息的监控调用管理命令。
在本实施例中，通过该被调用管理的虚拟机监控器对虚拟机进行监控的内容可以包括但不限于：
一、系统控制：虚拟机创建、虚拟机终止、虚拟机重启、虚拟机暂停、虚拟机恢复、设置虚拟CPU(Virtual CPU，VCPU)绑定、虚拟机迁移、创建虚拟机网络；
二、资源数量和状态信息：该资源数量包括：内存、磁盘和CPU等资源使用信息，及最大能使用VCPU个数与最大使用内存大小，该状态信息包括CPU负载、内存及磁盘的运行状态、网络的利用率及虚拟机操作系统类型。
由于监控的内容不同，因此，需要调用不同的中间件接口，中间件接口的类型可以包括但不限于以下类型：
(1)创建、终止、重启虚拟机接口：当需要创建一个新的虚拟机时，首先设定需新建的虚拟机的CPU、内存、磁盘路径、系统映像及网络配置等信息，再通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器的创建功能，以创建上述的虚拟机，并创建该新虚拟机的网络，及设置是否进行虚拟VCPU绑定；比如，当调用管理Xen虚拟机监控器时，调用Xen虚拟机监控器的Hypercall，即dom0_op，创建一个新的虚拟机；当需要终止一个正在运行的虚拟机，并将其所占用的物理资源释放时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器的终止功能，以终止该正在运行的虚拟机；当需要重启一个已终止的虚拟机时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器的重启功能，以重启该已终止的虚拟机；
(2)暂停、恢复、迁移虚拟机接口：当需要暂停某个虚拟机的运行时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器的暂停功能，将正在运行的虚拟机挂机，以使该虚拟机暂时停止运行；当需要使某个暂停的虚拟机继续运行时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器的恢复运行功能，将暂停的虚拟机载入系统中并运行；当需要迁移某个虚拟机时，通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器的迁移功能，迁移该虚拟机；
(3)虚拟机资源数量和状态监控接口：可以通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器监控各个虚拟机占用的资源数量，该资源数量包括：内存、磁盘和CPU等资源使用信息，及最大能使用VCPU个数与最大使用内存大小；还可以通过该接口调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器监控各个虚拟机的状态信息，该状态信息包括CPU负载、内存及磁盘的运行状态、网络的利用率及虚拟机操作系统类型。
步骤S308，将该调用管理命令发送至虚拟机，以进行内部系统监控管理。在本实施例中，通过XML-RPC方式直接接收该判断后的调用管理命令。该内部系统监控管理可以包括但不限于：虚拟机的用户创建、用户删除、设置用户的访问权限和口令、用户记帐信息、虚拟机的进程、虚拟机的服务、虚拟机的共享文件、虚拟机的文件及系统升级。
本发明实施例提供的虚拟化集群管理方法，将集群管理的架构进行层次化，通过中间件接口向上层集群管理提供多种接口，使上层集群管理无需修改管理各种不同类型的虚拟机监控器，不仅可以兼容不同类型的底层的虚拟机监控器，还可以有效屏蔽底层的虚拟机监控器的异构性，从而可以提高虚拟化集群管理的效率，并且，集群管理节点通过虚拟机监控器监控管理虚拟机监控可以有效管理集群中的虚拟资源，并有助于全面管理虚拟化系统的各类资源，及集群管理节点直接对虚拟机的内部系统监控管理(即不通过中间件接口和虚拟机监控器)，对集群中的用户进行统一管理，可以有效降低虚拟化系统中用户管理所引入的开销。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
最后应说明的是：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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种应用于虚拟化集群管理的集群节点，其特征在于，所述集群节点与集群管理节点通信相连，所述集群管理节点与用户端通信相连，所述集群管理节点接收所述用户端发送的调用管理命令，所述集群节点包括：集群节点管理模块、中间件接口、虚拟机监控器组、虚拟机；
其中，所述集群节点管理模块，用于接收所述集群管理节点转发的所述用户端发送的调用管理命令，判断所述调用管理命令的类型；
所述中间件接口，用于当所述集群节点管理模块判断所述调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，提供所述监控调用管理命令相对应的接口给所述集群节点管理模块以调用管理所述虚拟机监控器组中的虚拟机监控器，其中所述虚拟机监控器组中的虚拟机监控器采用不同的接口类型与所述中间件接口通信相连，当集群节点管理模块通过中间件接口需要调用管理虚拟机监控器组中的虚拟机监控器时，所述中间件接口通过查询调用代码组中与需调用的虚拟机监控器对应的调用代码，进而调用管理虚拟机监控器，使得上层集群管理节点和集群节点管理模块无需修改管理各种不同类型的虚拟机监控器；
所述虚拟机监控器组，用于在所述集群节点管理模块的调用管理下，对与所述虚拟机监控器通信相连的所述虚拟机进行监控管理。
2.根据权利要求1所述的集群节点，其特征在于，所述对所述虚拟机进行监控管理包括：监控管理所述虚拟机的系统控制或资源数量或状态信息。
3.根据权利要求2所述的集群节点，其特征在于，所述监控管理所述虚拟机的系统控制包括：虚拟机创建、虚拟机终止、虚拟机重启、虚拟机暂停、虚拟机恢复、设置虚拟CPU(Virtual CPU，VCPU)绑定、虚拟机迁移、创建虚拟机网络，所述资源数量包括：内存、磁盘和CPU资源使用信息，及最大能使用虚拟CPU个数与最大使用内存大小，所述状态信息包括：CPU负载、内存及磁盘的运行状态、网络的利用率及虚拟机操作系统类型。
4.根据权利要求1所述的集群节点，其特征在于，当所述监控调用管理命令为对虚拟机监控器的监控调用管理命令时，所述监控调用管理命令包括：创建一个新的虚拟机、终止虚拟机、重启虚拟机、暂停虚拟机、恢复虚拟机、设置虚拟CPU(Virtual CPU，VCPU)绑定、虚拟机迁移、创建虚拟机网络、监控各个虚拟机占用的资源数量、监控各个虚拟机的状态信息的监控调用管理命令。
5.根据权利要求1所述的集群节点，其特征在于，所述中间件接口提供的接口包括：创建、终止、重启虚拟机接口，或暂停、恢复、迁移虚拟机接口，或虚拟机资源数量和状态监控接口。
6.根据权利要求1所述的集群节点，其特征在于，所述虚拟机包括：虚拟机管理模块，用于当所述集群节点管理模块判断所述调用管理命令为对虚拟机内部系统监控管理的调用管理命令时，接收所述集群节点管理模块转发的所述调用管理命令，并对所述虚拟机进行内部系统监控管理。
7.根据权利要求6所述的集群节点，其特征在于，所述内部系统监控管理包括：虚拟机的用户创建、用户删除、设置用户的访问权限和口令、用户记帐信息、虚拟机的进程、虚拟机的服务、虚拟机的共享文件、虚拟机的文件及系统升级。
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