CN103116524A - Cpu使用率调整系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种CPU使用率调整方法，该方法包括：设置主机操作系统的CPU使用率范围；读取主机操作系统的CPU使用率；设置评价主机操作系统的CPU使用率的积分，根据所计算出来的积分修改CPU使用率范围；判断连续预设次数修改的CPU使用率范围是否处于来回震荡，若连续预设次数修改的CPU使用率范围处于来回震荡，则直接结束流程，此时，以最后一次修改的CPU使用率范围作为该主机操作系统的CPU使用率范围。本发明还提供一种CPU使用率调整系统。通过本发明可以优化数据中心的服务器的CPU使用率范围，以提高服务器的效率。

Description

CPU使用率调整系统及方法
技术领域
本发明涉及一种对数据中心的主机操作系统进行处理的系统及方法，尤其是关于一种对数据中心的主机操作系统的CPU使用率范围进行优化的系统及方法。
背景技术
数据中心(data center)，通常包括几台乃至上万台服务器，也称为服务器农场(server farm)，指用于安置计算机系统及相关部件的设施，例如，电信和储存系统。通常，数据中心包含冗余和备用电源，环境控制(例如空调、灭火器)和安全设备，冗余数据通信连接，其中，数据中心里最重要的设备为用于存储数据的服务器。
虚拟机(Virtual Machine)是指通过软件模拟的、具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。通过在数据中心的服务器上安装虚拟机宿主操作系统(Host Operation System，HostOS)，可以在该安装的Host OS上模拟出一台或多台虚拟的客户操作系统(Guest OS)，每个Guest OS都相互独立，互不影响。如此一来，可以减少数据中心的服务器设备的采购成本。
一般而言，在数据中心的服务器的CPU使用率大增的情况下，会影响到其中Guest OS的运行，在资源不足的情况下，可能会导致服务器崩溃，从而影响用户的使用。通常用户会在服务器中设置主机操作系统的CPU使用率范围，例如，用户设置CPU使用率范围为30％至80％之间，若超过80％，即把服务器中多余的客户操作系统迁出该服务器以降低该服务器的CPU使用率，若低于30％，则把其它服务器中的客户操作系统迁入到该服务器中，以提高该服务器的使用效率，然而，用户所设置的CPU使用率范围为一个固定值，并没有根据服务器本身的运行情况进行调整，以更好的提高该服务器的使用效率。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种CPU使用率调整系统，可以优化数据中心的服务器的CPU使用率范围，以提高服务器的效率，方便了用户，提高了数据中心的稳定性。
鉴于以上内容，还有必要提供一种CPU使用率调整方法，可以优化数据中心的服务器的CPU使用率范围，以提高服务器的效率，方便了用户，提高了数据中心的稳定性。
一种CPU使用率调整系统，该系统包括：设置模块，用于设置主机操作系统的CPU使用率范围；读取模块，用于读取主机操作系统的CPU使用率；判断模块，用于判断所读取的主机操作系统的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内，以确定是否需要从主机操作系统中迁入或迁出客户操作系统，及当执行迁出处理时，判断迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内，当执行迁入处理时，判断迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内；计算模块，用于设置评价主机操作系统的CPU使用率的积分，当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围之内，对积分进行加分，而当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围之内，对积分进行减分；修改模块，用于根据所计算出来的积分修改CPU使用率范围；所述判断模块，还用于判断在所有修改的CPU使用率范围的次数中是否有连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，若连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，则直接结束流程，此时，以最后一次修改的CPU使用率范围作为该主机操作系统的CPU使用率范围。
一种CPU使用率调整方法，该方法包括：设置主机操作系统的CPU使用率范围；读取主机操作系统的CPU使用率；设置评价主机操作系统的CPU使用率的积分，当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围之内，对积分进行加分，而当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围之内，对积分进行减分；根据所计算出来的积分修改CPU使用率范围；判断在所有修改的CPU使用率范围的次数中是否有连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，若连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，则直接结束流程，此时，以最后一次修改的CPU使用率范围作为该主机操作系统的CPU使用率范围。
相较于现有技术，本发明提供的CPU使用率调整系统及方法，可以优化数据中心的服务器的CPU使用率范围，以提高服务器的效率，方便了用户，提高了数据中心的稳定性。
附图说明
图1是本发明CPU使用率调整系统较佳实施例的应用环境图。
图2是本发明监控服务器较佳实施例的结构示意图。
图3是本发明CPU使用率调整方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
  客户端   10
  监控服务器   20
  数据库   30
  网络   40
  数据中心   50
  服务器   500
  CPU使用率调整系统   200
  设置模块   210
  读取模块   220
  判断模块   230
  计算模块   240
  修改模块   250
  存储器   260
  处理器   270
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明CPU使用率调整系统200较佳实施例的应用环境图。该CPU使用率调整系统200应用于监控服务器20中。该监控服务器20与数据中心(Data Center)50通过网络40进行通信连接。
所述网络40可以是互联网、局域网或者其它通讯网络。
所述数据中心50包括多个服务器500(图中以四个为例)，所述服务器500可以为刀片服务器。在本实施例中，所述服务器500被称为Host主机，每个Host主机上安装有一个宿主操作系统(Host OperatingSystem，Host OS)，在该Host OS上还安装有多个客户操作系统(GuestOperating System，Guest OS)，为了更有效的管理这些Guest OS，每个Host主机上还安装有Hypervisor软件。所述Hypervisor软件是一种运行在服务器500和服务器500的Host OS之间的中间软件层，可允许GuestOS共享服务器500上的硬件，也可叫做虚拟机监视器(virtual machinemonitor，VMM)。Hypervisor软件可以访问服务器500上包括CPU、磁盘和内存在内的所有物理设备，Hypervisor不但协调着这些硬件资源的访问，也同时在各个Guest OS之间施加防护。当服务器500启动并执行Hypervisor软件时，Hypervisor软件会分配给每个Guest OS适量的内存、CPU、网络和磁盘等资源，以保证Guest OS的运行。
所述监控服务器20用于监控服务器500中的Guest OS运行情况，若其中一个服务器500中的Guest OS在运行时，该服务器500的资源使用量(具体指服务器500中CPU的使用率、内存使用率、存储器使用率及网络使用率)超过了某一个设定的标准，所述监控服务器20及时将该服务器500中的一个或多个Guest OS迁移到其它服务器500，以降低该服务器500的资源使用量。该监控服务器20还安装有动态主机设置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)服务，通过DHCP服务可以分配网络之间互连的协议(Internet Protocol，IP)地址给数据中心50中的各个服务器500，使监控服务器20能够与数据中心50中的各个服务器500进行通信。具体而言，如图1所示，数据中心50有四个服务器500，通过DHCP服务给每个服务器500单独分配一个IP地址，以和各个服务器500建立通信连接。该监控服务器20可以是个人计算机、网络服务器，还可以是任意其它适用的计算机。此外，该监控服务器20还可以放置在数据中心50内部，用户只需通过客户端10进行操作就可以实现对服务器500中Guest OS的监控。
所述监控服务器20通过一个数据库连接与数据库30连接。其中，所述数据库连接可为一开放式数据库连接(Open Database Connectivity，ODBC)，或Java数据库连接(Java Database Connectivity，JDBC)。所述数据库30用于存储从数据中心50的各个服务器500传送过来的数据，该数据包括数据中心50的各个服务器500的IP地址，每个Guest OS在各个时间段的资源使用量。
在此需说明的是，数据库30可独立于监控服务器20，也可位于监控服务器20内。所述数据库30可存于监控服务器20的硬盘或者闪存盘中。从系统安全性的角度考虑，本实施例中的数据库30独立于监控服务器20。
此外，客户端10用于提供一个互动式界面给用户，便于用户进行操作并将操作过程中的各种数据存于监控服务器20中。该客户端10可以是个人计算机、笔记本电脑以及其它任意能与监控服务器20连接的设备或系统。
参阅图2所示，是本发明监控服务器20较佳实施例的结构示意图。该监控服务器20除了包括CPU使用率调整系统200，还包括存储器260和处理器270。该CPU使用率调整系统200包括设置模块210、读取模块220、判断模块230、计算模块240及修改模块250。模块210至250的程序化代码存储于存储器260中，处理器270执行这些程序化代码，实现CPU使用率调整系统200提供的下述功能。
设置模块210用于设置Host OS的CPU使用率范围。在本较佳实施例中，设置模块210第一次设置CPU使用率范围为30％至80％。此外，设置模块210还可以设置读取Host OS的CPU使用率的时间间隔，例如，设置每5秒钟读取一次Host OS的CPU使用率。需要说明的是，除第一次设置为人工设置之外，此后的CPU使用率范围的变动均为自动完成，并不需要人为的参与，即通过计算出来的CPU使用率范围自动修改Host OS的CPU使用率范围。
读取模块220用于读取Host OS的CPU使用率。通常，在Host OS运行的过程中，每个Host OS的资源管理器会实时显示该Host OS的CPU使用率，读取模块220直接从Host OS的资源管理器中获取该HostOS的CPU使用率。
判断模块230用于判断所读取的Host OS的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内，以确定是否需要从Host OS中迁入或迁出GuestOS。具体而言，若所读取的CPU使用率超过设置的CPU使用率范围的上限时，执行迁出处理，即将某一个Guest OS从Host OS中迁出，以降低Host OS的CPU使用率。若所读取的CPU使用率小于设置的CPU使用率范围的下限时，执行迁入处理，即将某一个Guest OS从Host OS中迁入，以提高Host OS的CPU使用率。在本较佳实施例中，通过调用Hypervisor软件执行将Guest OS迁入或迁出Host OS。需要说明的是，由于在对Guest OS进行迁移过程中，会对该Guest OS上运行的应用程序进行中断，为了保证服务器500的稳定性，首先考虑的是当前时间每个Guest OS是否为不可迁移，通常每个Guest OS都会定时向Host OS报告该Guest OS是否可迁移，例如，某个Guest OS上运行有上下班打卡系统，当时间为下班时间时，该Guest OS不允许迁移，以免数据丢失，而该Guest OS会像Host OS报告在打卡时间，该Guest OS不允许迁移。其次，考虑的是在执行迁入或迁出Guest OS时，找到所花费的时间最短的Guest OS，具体方式为读取每个Guest OS所占用的硬盘空间，内存空间，以及当前的网络速度，通常硬盘空间占用最小，内存空间占用最小的Guest OS在进行迁移时所花费的时间最短。
所述判断模块230还用于当执行迁出处理时，判断迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内，及当执行迁入处理时，判断迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内。
所述计算模块240用于设置评价Host OS的CPU使用率的积分，当迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率在设置的CPU使用率范围内或当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率在设置的CPU使用率范围之内，对积分进行加分，而当迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围内或当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围之内，对积分进行减分。在本较佳实施例中，积分的初始值为零，每一个积分代表一个CPU使用率的百分点，例如，10分代表10％，以用于对Host OS的CPU使用率范围进行修改。具体而言，减分的情况如下：当迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率超过设置的CPU使用率范围的上限时，减20分，当迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率小于设置的CPU使用率范围的下限时，减10分，当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率小于设置的CPU使用率范围的下限时，减20分，当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率超过设置的CPU使用率范围的上限时，减10分。而加分的情况如下：当迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率在设置的CPU使用率范围内时，加2分，当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率在设置的CPU使用率范围时，加2分。
所述修改模块250用于根据所计算出来的积分修改CPU使用率范围。具体而言，当确定需要从Host OS中迁出Guest OS时，所计算出来的积分为2分，则在CPU使用率范围的上限直接加2％，例如，CPU使用率范围的上限为80％，则将CPU使用率范围修改为30％至82％之间。当确定需要从Host OS中迁入Guest OS时，所计算出来的积分为2分，则在CPU使用率范围的下限直接减2％，例如，CPU使用率范围的下限为30％，则将CPU使用率范围修改为28％至80％之间。
所述判断模块230还用于判断在所有修改的CPU使用率范围的次数中是否有连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，若连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，则直接结束流程，此时，以最后一次修改的CPU使用率范围作为该Host OS的CPU使用率范围。具体而言，假设用户第一次设置的CPU使用率范围是30％至80％之间，若第N次修改后的CPU使用率范围为30％至82％，第N+1次修改后的CPU使用率范围为30％至78％，第N+2次修改后的CPU使用率范围为30％至81％，第N+3次修改后的CPU使用率范围为30％至77％，第N+4次修改后的CPU使用率范围为30％至83％，则表明连续五次修改后的CPU使用率范围的数值在第一次设置的CPU使用率范围的上限附近来回震荡。此外，若连续五次修改后的CPU使用率范围的数值在第一次设置的CPU使用率范围的下限附近来回震荡，同样是处于来回震荡。
如图3所示，是本发明CPU使用率调整方法较佳实施例的流程图。
步骤S10，设置模块210设置Host OS的CPU使用率范围。在本较佳实施例中，设置模块210第一次设置CPU使用率范围为30％至80％。此外，设置模块210还可以设置读取Host OS的CPU使用率的时间间隔，例如，设置每5秒钟读取一次Host OS的CPU使用率。需要说明的是，除第一次设置为人工设置之外，此后的CPU使用率范围的变动均为自动完成，并不需要人为的参与，即通过计算出来的CPU使用率范围自动修改Host OS的CPU使用率范围。
步骤S20，读取模块220读取Host OS的CPU使用率。通常，在Host OS运行的过程中，每个Host OS的资源管理器会实时显示该HostOS的CPU使用率，读取模块220直接从Host OS的资源管理器中获取该Host OS的CPU使用率。
步骤S30，判断模块230判断所读取的Host OS的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内，以确定是否需要从Host OS中迁入或迁出Guest OS。具体而言，若所读取的CPU使用率超过设置的CPU使用率范围的上限时，执行迁出处理，则流程进入步骤S40。若所读取的CPU使用率小于设置的CPU使用率范围的下限时，执行迁入处理，则流程进入步骤S50。
在本较佳实施例中，通过调用Hypervisor软件执行将Guest OS迁入或迁出Host OS。需要说明的是，由于在对Guest OS进行迁移过程中，会对该Guest OS上运行的应用程序进行中断，为了保证服务器500的稳定性，首先考虑的是当前时间每个Guest OS是否为不可迁移，通常每个Guest OS都会定时向Host OS报告该Guest OS是否可迁移，例如，某个Guest OS上运行有上下班打卡系统，当时间为下班时间时，该Guest OS不允许迁移，以免数据丢失，而该Guest OS会像Host OS报告在打卡时间，该Guest OS不允许迁移。其次，考虑的是在执行迁入或迁出GuestOS时，找到所花费的时间最短的Guest OS，具体方式为读取每个GuestOS所占用的硬盘空间，内存空间，以及当前的网络速度，通常硬盘空间占用最小，内存空间占用最小的Guest OS在进行迁移时所花费的时间最短。
步骤S40，判断模块230判断迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内。当迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率超过设置的CPU使用率范围的上限时，或当迁出GuestOS之后Host OS的CPU使用率小于设置的CPU使用率范围的下限时，表示迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围内，流程进入步骤S70。当迁出Guest OS之后Host OS的CPU使用率在设置的CPU使用率范围内时，流程进入步骤S60。
步骤S50，判断模块230判断迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率是否在设置的范围之内。当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率小于设置的CPU使用率范围的下限时，或当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率超过设置的CPU使用率范围的上限时，表示迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围内，流程进入步骤S70。当迁入Guest OS之后Host OS的CPU使用率在设置的CPU使用率范围时，流程进入步骤S60。
步骤S60，计算模块240设置评价Host OS的CPU使用率的积分，对积分进行加分。在本较佳实施例中，积分的初始值为零，每一个积分代表一个CPU使用率的百分点，例如，10分代表10％，以用于对HostOS的CPU使用率范围进行修改。
步骤S70，计算模块240设置评价Host OS的CPU使用率的积分，对积分进行减分。在本较佳实施例中，积分的初始值为零，每一个积分代表一个CPU使用率的百分点，例如，10分代表10％，以用于对HostOS的CPU使用率范围进行修改。
步骤S80，修改模块250根据所计算出来的积分修改CPU使用率范围。具体而言，当确定需要从Host OS中迁出Guest OS时，所计算出来的积分为2分，则在CPU使用率范围的上限直接加2％，例如，CPU使用率范围的上限为80％，则将CPU使用率范围修改为30％至82％之间。当确定需要从Host OS中迁入Guest OS时，所计算出来的积分为2分，则在CPU使用率范围的下限直接减2％，例如，CPU使用率范围的下限为30％，则将CPU使用率范围修改为28％至80％之间。
步骤S90，判断模块230判断在所有修改的CPU使用率范围的次数中是否有连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡。
若修改的CPU使用率范围未处于来回震荡，则返回步骤S20。
在本较佳实施例中，若连续5次修改的CPU使用率范围的数值来回震荡，则直接结束流程，此时，以最后一次修改的CPU使用率范围作为该Host OS的CPU使用率范围。具体而言，假设用户第一次设置的CPU使用率范围是30％至80％之间，若第N次修改后的CPU使用率范围为30％至82％，第N+1次修改后的CPU使用率范围为30％至78％，第N+2次修改后的CPU使用率范围为30％至81％，第N+3次修改后的CPU使用率范围为30％至77％，第N+4次修改后的CPU使用率范围为30％至83％，则表明连续五次修改后的CPU使用率范围的数值在第一次设置的CPU使用率范围的上限附近来回震荡。此外，若连续五次修改后的CPU使用率范围的数值在第一次设置的CPU使用率范围的下限附近来回震荡，同样是处于来回震荡。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种CPU使用率调整系统，其特征在于，该系统包括：
设置模块，用于设置主机操作系统的CPU使用率范围；
读取模块，用于读取主机操作系统的CPU使用率；
判断模块，用于判断所读取的主机操作系统的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内，以确定是否需要从主机操作系统中迁入或迁出客户操作系统，及当执行迁出处理时，判断迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内，当执行迁入处理时，判断迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率是否在设置的CPU使用率范围内；
计算模块，用于设置评价主机操作系统的CPU使用率的积分，当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围之内时，对积分进行加分，而当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围之内时，对积分进行减分；
修改模块，用于根据所计算出来的积分修改CPU使用率范围；及
所述判断模块，还用于判断在所有修改的CPU使用率范围的次数中是否有连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，若连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，则以最后一次修改的CPU使用率范围作为该主机操作系统的CPU使用率范围。
2.如权利要求1所述的CPU使用率调整系统，其特征在于，所述从主机操作系统中迁入或迁出客户操作系统是通过调用Hypervisor软件将客户操作系统迁移到数据中心内的其它服务器上。
3.如权利要求1所述的CPU使用率调整系统，其特征在于，所述积分用于对Host OS的CPU使用率范围进行修改，其中，每一个积分代表一个CPU使用率的百分点，积分的初始值为零。
4.如权利要求1所述的CPU使用率调整系统，其特征在于，所述预设次数为5次。
5.一种CPU使用率调整方法，其特征在于，该方法包括：
设置主机操作系统的CPU使用率范围；
读取主机操作系统的CPU使用率；
设置评价主机操作系统的CPU使用率的积分，当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率在设置的CPU使用率范围之内时，对积分进行加分，而当迁出客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围内或当迁入客户操作系统之后主机操作系统的CPU使用率不在设置的CPU使用率范围之内时，对积分进行减分；
根据所计算出来的积分修改CPU使用率范围；及
判断在所有修改的CPU使用率范围的次数中是否有连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，若连续预设次数的CPU使用率范围的数值来回震荡，则直接结束流程，以最后一次修改的CPU使用率范围作为该主机操作系统的CPU使用率范围。
6.如权利要求5所述的CPU使用率调整方法，其特征在于，所述从主机操作系统中迁入或迁出客户操作系统是通过调用Hypervisor软件将客户操作系统迁移到数据中心内的其它服务器上。
7.如权利要求5所述的CPU使用率调整方法，其特征在于，所述预设次数为5次。
8.如权利要求5所述的CPU使用率调整方法，其特征在于，所述积分用于对Host OS的CPU使用率范围进行修改，其中，每一个积分代表一个CPU使用率的百分点，积分的初始值为零。
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