CN103677993A - 虚拟机资源负载平衡系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种虚拟机资源负载平衡系统，包括：存储模块每隔预设时间采集各从虚拟机服务器的资源使用率，按照各从虚拟机服务器的识别符保存资源使用率到对应表格中；当从虚拟机服务器的资源使用率于规范时间内处于设定的临界值之上时，监控模块对该从虚拟机服务器进行标识；运算模块通过分布式运算找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器，并将该从虚拟机服务器设为目标服务器；及配置模块从带有标识的从虚拟机服务器所管理的虚拟机中找出需迁移的虚拟机，并将该虚拟机迁移至所述目标服务器中。本发明还提供一种虚拟机资源负载平衡方法。利用本发明可达到资源最佳化利用的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种虚拟机资源管理系统及方法，尤其涉及一种利用分散式运算达到虚拟机资源负载平衡的系统及方法。
背景技术
虚拟化技术可给用户提供一种节省运算成本的解决方案，即用户无须花费大量成本购买硬件，只要通过虚拟化的应用即可完成多台实体主机的运算，从而间接达到节能省碳的目的。现行的虚拟化技术具有灵活的资源配置与快速布署的特性，相对也提高了硬件资源的使用率。因此，如何使每台虚拟机都可获得足够的运算资源，达到硬件资源最佳化配置，负载平衡机制是个重要关键。此外，响应速度也是重要的议题，在数据中心的环境，动辄上千台服务器，从获得负载过量警告到确实将虚拟机迁移到目标服务器的时间必须越短越好，即提高响应速度。在现有技术中，有一种邻近节点的工作负载比较方法，可以提高响应速度。如在邻近节点的负载率低于来源节点时，将工作程序移至该邻近节点，从而达到资源负载平衡的目的。此方法虽可提升响应速度，但并未达到资源最佳化的利用，具体地，由于对比邻近节点可能造成最远距离的闲置节点未被使用。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种虚拟机资源负载平衡系统，可利用部署好的实体服务器进行云计算，以达到资源最佳化利用的目的，且可提高虚拟机的响应速度。
还有必要提供一种虚拟机资源负载平衡方法，可利用部署好的实体服务器进行云计算，以达到资源最佳化利用的目的，且可提高虚拟机的响应速度。
一种虚拟机资源负载平衡系统，运行于一个主虚拟机服务器中，该系统包括：存储模块，用于每隔一个预设时间采集与该主虚拟机服务器相连接的各从虚拟机服务器的资源使用率，按照各从虚拟机服务器的识别符将采集到的资源使用率存到数据库服务器内的对应表格中；监控模块，用于实时监控每台从虚拟机服务器的资源使用率，当从虚拟机服务器的资源使用率于规范时间内处于设定的临界值之上时，对该从虚拟机服务器进行标识；运算模块，用于通过分布式运算由所述从虚拟机服务器中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器，并将该从虚拟机服务器设为目标服务器；及配置模块，用于从带有标识的从虚拟机服务器所管理的虚拟机中找出需迁移的虚拟机，并将该虚拟机迁移至所述目标服务器中。
一种虚拟机资源负载平衡方法，应用于一个主虚拟机服务器中，该方法包括：每隔一个预设时间采集与该主虚拟机服务器相连接的各从虚拟机服务器的资源使用率，按照各从虚拟机服务器的识别符将采集到的资源使用率存到数据库服务器内的对应表格中；实时监控每台从虚拟机服务器的资源使用率，当从虚拟机服务器的资源使用率于规范时间内处于设定的临界值之上时，对该从虚拟机服务器进行标识；通过分布式运算由所述从虚拟机服务器中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器，并将该从虚拟机服务器设为目标服务器；及从带有标识的从虚拟机服务器所管理的虚拟机中找出需迁移的虚拟机，并将该虚拟机迁移至所述目标服务器中。
相较于现有技术，所述虚拟机资源负载平衡系统及方法，可利用部署好的实体服务器进行云计算，以达到资源最佳化利用的目的，缩短虚拟机找到目标服务器的时间，提高虚拟机的响应速度。
附图说明
图1是本发明虚拟机资源负载平衡系统较佳实施例的运行环境示意图。
图2是图1中虚拟机资源负载平衡系统的功能模块图。
图3是本发明虚拟机资源负载平衡方法较佳实施例的作业流程图。
图4举例说明计算每台从虚拟机服务器的平均资源使用率的具体方法示意图。
图5举例说明从所述从虚拟机服务器中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器的具体方法示意图。
主要元件符号说明
| 主虚拟机服务器 | 1 |
| 网络 | 2 |
| 从虚拟机服务器 | 3 |
| 数据库架构 | 4 |
| 数据库服务器 | 40 |
| 虚拟机资源负载平衡系统 | 10 |
| 存储装置 | 12 |
| 处理器 | 14 |
| 存储模块 | 100 |
| 监控模块 | 102 |
| 运算模块 | 104 |
| 配置模块 | 106 |
| 虚拟机监控程序 | 30 |
| 虚拟机 | 32 |
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
如图1所示，是本发明虚拟机资源负载平衡系统较佳实施例的运行环境示意图。该虚拟机资源负载平衡系统10运行于一台主虚拟机服务器1中，该主虚拟机服务器1通过网络2与多个从虚拟机服务器3（图中仅示意出两台）连接。该多个从虚拟机服务器3分别通过内部安装的虚拟机监控程序30监控与管理一个或多个虚拟机32。所述主虚拟机服务器1还通过网络连接一个数据库架构4，该数据库架构4中有一台或多个数据库服务器40（图中仅示意出两台）。
本实施例中，所述数据库架构4为一种具有运算与存储能力的数据库架构，如非关系型数据库架构。
如图2所示，是图1中的虚拟机资源负载平衡系统10的功能模块图。在本实施例中，所述主虚拟机服务器1除了包括虚拟机资源负载平衡系统10外，还包括存储装置12和处理器14。
其中，所述虚拟机资源负载平衡系统10以软件程序或指令的形式安装在所述存储装置12中，并由处理器14执行。该虚拟机资源负载平衡系统10包括存储模块100、监控模块102、运算模块104和配置模块106。
所述存储模块100，用于每隔一个预设时间采集与该主虚拟机服务器1相连接的各从虚拟机服务器3的资源使用率，并按照各从虚拟机服务器3的识别符（ID）将采集到的资源使用率存到一个对应的表格中。
在本实施例中，所述资源使用率包括中央处理器（以下简称为“CPU”）使用率和内存（以下简称为“MEM”）使用率，所述表格中包含了从虚拟机服务器3的ID、该从虚拟机服务器3的CPU使用率、MEM使用率及所采集的各资源使用率存入表格中的存入时间。
其中，各从虚拟机服务器3对应的表格均存储在所述数据库架构4内的数据库服务器40中。
具体地，当该数据库服务器40的数目为1时，存储各从虚拟机服务器3的资源使用率的表格均保存在该数据库服务器40中。当所述数据库服务器40的数目为多个时，预先设定各从虚拟机服务器3的资源使用率所保存的数据库服务器40。
在本较佳实施例中，每个从虚拟机服务器3对应一台数据库服务器40，即数据库服务器40的数目可以大于或等于从虚拟机服务器3的数目。例如，所述主虚拟机服务器1通过网络2连接了多台从虚拟机服务器3：从虚拟机服务器A、B…..n，从虚拟机服务器A所对应的表格存于第一台数据库服务器40中，而从虚拟机服务器B所对应的表格存于第二台数据库服务器40中，依次类推。
在其他实施例中，所述数据库服务器40的数目也可以小于所述从虚拟机服务器3的数目，即存储每个从虚拟机服务器3的资源使用率的表格可以任意指定保存到某个数据库服务器40中。
所述监控模块102，用于实时监控每台从虚拟机服务器3的资源使用率，当从虚拟机服务器3的资源使用率于规范时间内处于设定的临界值之上时，对该从虚拟机服务器3进行标识，并启动资源负载平衡机制。该资源负载平衡机制具体将由运算模块104和配置模块106来执行。
另外，此处标识该从虚拟机服务器3的目的在于，将该从虚拟机服务器3作为资源负载平衡的处理目标。
举例而言，所述临界值可以设定为：(80%CPU，70%mem)>=1 Hour，此临界值所代表的含义为：若某个从虚拟机服务器3的CPU使用率大于或等于80%、MEM使用率大于或等于70%，且持续一个小时，则判定该从虚拟机服务器3满足启动资源负载平衡机制的条件。此外，所述临界值也可以被设定为单一资源，如(80%CPU)>=time，其代表的含义为：当某个从虚拟机服务器3的CPU使用率大于或等于80%且持续一个预设时间值时，即判定该从虚拟机服务器3满足启动资源负载平衡机制的条件。
所述运算模块104，用于通过分布式运算由所述从虚拟机服务器3中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器3，并将该从虚拟机服务器3设为目标服务器。具体将在图3至图5中进行详细描述。
所述配置模块106，用于从带有标识的从虚拟机服务器3所管理的虚拟机32中找出需迁移的虚拟机32，并将该虚拟机32迁移至所述目标服务器中。本实施例中，所述需迁移的虚拟机32为带有标识的从虚拟机服务器3中资源使用率最低的虚拟机32。
如图3所示，是本发明虚拟机资源负载平衡方法较佳实施例的作业流程图。
步骤S100，存储模块100每隔一个预设时间采集与该主虚拟机服务器1相连接的各从虚拟机服务器3的资源使用率。本实施例中，该资源使用率包括CPU使用率和MEM使用率。
步骤S102，所述存储模块100按照各从虚拟机服务器3的ID将采集到的资源使用率存到数据库服务器42内的对应表格中。所述表格中包含了从虚拟机服务器3的ID（如图4中的“从虚拟机服务器A”）、该从虚拟机服务器3的CPU使用率（如图4中的“CPU%1”、“CPU%2”等）、MEM使用率（如图4中的“MEM%1”、“MEM%2”等）及所采集的各资源使用率存入表格中的存入时间（如图4中的“Time1”、“Time2”等）。
其中，当与该主虚拟机服务器1相连接的数据库架构4中有一个数据库服务器40时，存储各从虚拟机服务器3的资源使用率的表格均保存在该数据库服务器40中。而当所述数据库服务器40的数目为多个时，预先设定或任意指定各从虚拟机服务器3对应的表格所保存的数据库服务器42。
步骤S104，监控模块102实时监控每台从虚拟机服务器的资源使用率，并于步骤S106中判断从虚拟机服务器3的资源使用率于规范时间内是否处于设定的临界值之上。
若判断结果为其中某台从虚拟机服务器3的资源使用率于规范时间内处于设定的临界值之上，流程则进入步骤S108。相反，若判断结果为没有从虚拟机服务器3的资源使用率于规范时间内处于所设定的临界值之上，则结束流程。
步骤S108，监控模块102对该从虚拟机服务器3进行标识。此处标识的目的在于，将该从虚拟机服务器3作为后续资源负载平衡的处理目标。
步骤S110，运算模块104通过分布式运算由所述从虚拟机服务器3中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器3，并将该从虚拟机服务器3设为目标服务器。
本实施例中，所述分布式运算包括两个步骤：每台从虚拟机服务器3的平均资源使用率计算步骤（如图4所示）和从所有从虚拟机服务器3中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器3的步骤（如图5所示）。
具体地，所述平均资源使用率计算步骤包括：将各从虚拟机服务器3对应的表格依据时间分成不同区块，如图4中的“split1”、“split2”、“splitn”等；将区块分组进行平行加法运算，并合并，获得加总值；及将加总值除以区块总数得到所述从虚拟机服务器3的平均资源使用率，如图4中的“CPU%avgA”和“MEM%avgA”。其中，图4中仅示意出计算一台从虚拟机服务器3的平均资源使用率的具体方法示意图。
所述从所有从虚拟机服务器3中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器3的步骤包括：如图5所示，将所有从虚拟机服务器3每两个从虚拟机服务器3进行比较，找出资源使用率较高的从虚拟机服务器3；然后再从资源使用率较高的从虚拟机服务器3中找出资源使用率最高的从虚拟机服务器3；及将该从虚拟机服务器3设为目标服务器。
步骤S112，配置模块106从带有标识的从虚拟机服务器3所管理的虚拟机32中找出资源使用率最低的虚拟机32，并将该虚拟机32迁移至所述目标服务器中。
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限制，尽管参照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 (10)
1.一种虚拟机资源负载平衡方法，应用于一个主虚拟机服务器中，其特征在于，该方法包括：
存储步骤，每隔一个预设时间采集与该主虚拟机服务器相连接的各从虚拟机服务器的资源使用率，按照各从虚拟机服务器的识别符将采集到的资源使用率存到数据库服务器内的对应表格中；
监控步骤，实时监控每台从虚拟机服务器的资源使用率，当从虚拟机服务器的资源使用率于规范时间内处于设定的临界值之上时，对该从虚拟机服务器进行标识；
运算步骤，通过分布式运算由所述从虚拟机服务器中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器，并将该从虚拟机服务器设为目标服务器；及
配置步骤，从带有标识的从虚拟机服务器所管理的虚拟机中找出需迁移的虚拟机，并将该虚拟机迁移至所述目标服务器中。
2.如权利要求1所述的虚拟机资源负载平衡方法，其特征在于，所述资源使用率包括中央处理器的使用率和内存使用率，所述表格中包括从虚拟机服务器的识别符、该从虚拟机服务器的中央处理器使用率、内存使用率及资源使用率存入表格中的存入时间。
3.如权利要求1所述的虚拟机资源负载平衡方法，其特征在于，所述主虚拟机服务器通过网络与一个数据库架构连接，该数据库架构中安装有一个或多个数据库服务器，当该数据库服务器的数目为1时，存储各从虚拟机服务器的资源使用率的表格均保存在该数据库服务器中；当所述数据库服务器的数目为多个时，预先设定或任意指定各从虚拟机服务器对应的表格所保存的数据库服务器。
4.如权利要求1所述的虚拟机资源负载平衡方法，其特征在于，所述运算步骤包括：
将各从虚拟机服务器对应的表格依据时间分成不同区块；
将区块分组进行平行加法运算，并合并，获得加总值；
将加总值除以区块总数得到所述从虚拟机服务器的平均资源使用率；及
从所述从虚拟机服务器中找出资源使用率最接近设定值的从虚拟机服务器，将该从虚拟机服务器设为目标服务器。
5.如权利要求1所述的虚拟机资源负载平衡方法，其特征在于，所述需迁移的虚拟机为资源使用率低的虚拟机。
6.一种虚拟机资源负载平衡系统，运行于一个主虚拟机服务器中，其特征在于，该系统包括：
存储模块，用于每隔一个预设时间采集与该主虚拟机服务器相连接的各从虚拟机服务器的资源使用率，按照各从虚拟机服务器的识别符将采集到的资源使用率存到数据库服务器内的对应表格中；
监控模块，用于实时监控每台从虚拟机服务器的资源使用率，当从虚拟机服务器的资源使用率于规范时间内处于设定的临界值之上时，对该从虚拟机服务器进行标识；
运算模块，用于通过分布式运算由所述从虚拟机服务器中找出资源使用率满足设定值的从虚拟机服务器，并将该从虚拟机服务器设为目标服务器；及
配置模块，用于从带有标识的从虚拟机服务器所管理的虚拟机中找出需迁移的虚拟机，并将该虚拟机迁移至所述目标服务器中。
7.如权利要求6所述的虚拟机资源负载平衡系统，其特征在于，所述资源使用率包括中央处理器的使用率和内存使用率，所述表格中包括从虚拟机服务器的识别符、该从虚拟机服务器的中央处理器使用率、内存使用率及资源使用率存入表格中的存入时间。
8.如权利要求6所述的虚拟机资源负载平衡系统，其特征在于，所述主虚拟机服务器通过网络与一个数据库架构连接，该数据库架构中安装有一个或多个数据库服务器，当该数据库服务器的数目为1时，存储各从虚拟机服务器的资源使用率的表格均保存在该数据库服务器中；当所述数据库服务器的数目为多个时，预先设定或任意指定各从虚拟机服务器对应的表格所保存的数据库服务器。
9.如权利要求6所述的虚拟机资源负载平衡系统，其特征在于，所述运算模块通过以下步骤找出目标服务器：
将各从虚拟机服务器对应的表格依据时间分成不同区块；
将区块分组进行平行加法运算，并合并，获得加总值；
将加总值除以区块总数得到所述从虚拟机服务器的平均资源使用率；及
从所述从虚拟机服务器中找出资源使用率最接近设定值的从虚拟机服务器，将该从虚拟机服务器设为目标服务器。
10.如权利要求6所述的虚拟机资源负载平衡系统，其特征在于，所述需迁移的虚拟机为资源使用率低的虚拟机。
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