CN104731657B - 一种资源调度方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种资源调度方法和系统，其中，所述方法包括：接收资源申请；根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象，更新资源状态；查询资源状态；根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述资源申请；当审批通过所述资源申请时，占用所述资源对象并更新资源状态。本发明能够提高资源管理效率和利用率，降低运营维护复杂性。

Description

一种资源调度方法和系统

技术领域

本发明涉及虚拟机技术，尤其涉及一种资源调度方法和系统。

背景技术

随着虚拟机技术的广泛应用，如何更好的管理规划资源、调度资源、使用资源，提高资源利用率，显得越发重要。商业资源调度方案（如Vmware、Vsphere、vcenter）侧重在资源虚拟化，对于资源的动态调度管理方面考虑较少，主要考虑通过虚拟化提高资源利用率原则。开源调度方案（如openstack、cloudstack）的资源调度目标主要是决策虚拟机在哪台主机上创建，而且调度目前仅限于计算节点调度。传统开源或商业化云管理平台软件均为纯资源调度方法，不能适应当前复杂、多变资源管理调度需求。

现有的虚拟机资源调度方案，首先建立一套监控资源池和资源池中对象的系统，制定一套监控指标体系，实现采集指标模块，持续采集资源池中资源指标数据，再加上一套评估规则，以此来实现资源管理调度。

如果需要将资源池中的资源以服务形式对外提供，则会设计一套服务申请、审批流程，如图1所示，管理员对资源进行审批时，会根据上述监控系统实时计算的资源余量情况来进行决策。这种设计方法适用于资源池规模小、低并发的情况。

现有的虚拟机资源调度方案对于当前资源使用状态的判断（如是否可用，当前资源分配占用情况等），不支持预判及基于时间段的资源错峰使用判断的要求，无法充分发挥资源的最大利用价值。

针对资源频繁申请、回收、高并发场景，现有的虚拟机资源调度方案缺乏灵活性和智能化，同时难以避免会出现因资源不足或资源冲突而导致资源创建失败问题，其在运维管理方面也存在先天不足，伴随着资源池规模扩大、使用用户增多、需求不断变化，后期的运维管理工作将面临巨大挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种资源调度方法和系统，能够提高资源管理效率和利用率，降低运营维护复杂性。

本发明提供一种资源调度方法，所述方法包括：

接收资源申请；

根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象，更新资源状态；

查询更新后的资源状态；

根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述资源申请；

当审批通过所述资源申请时，占用所述资源对象并更新资源状态。

优选地，所述方法还包括：

监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态。

优选地，所述监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态，包括：

监控所述资源对象的调整情况，当所述资源对象被调整时更新资源状态。

优选地，所述监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态，包括：

监控所述资源对象的释放情况，当所述资源对象被释放时更新资源状态。

优选地，所述方法还包括：

接收调整申请；

根据收到的调整申请，查询资源状态；

根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述调整申请；

当审批通过所述调整申请时，调整所述资源对象并更新资源状态。

优选地，所述方法还包括：

接收回收申请；

当审批通过所述回收申请时，回收所述资源对象并更新资源状态。

优选地，所述方法还包括：

根据资源状态生成日历图表，所述日历图表用于体现资源使用情况和时间之前的关系。

本发明提供一种资源调度系统，所述系统包括：

资源管理模块，用于接收资源申请；根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象，并向资源日历模块发出更新资源状态的指示；以及查询所述资源日历模块中更新后的资源状态；根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述资源申请；当审批通过所述资源申请时，向所述资源日历模块发出占用所述资源对象并更新资源状态的指示；

所述资源日历模块，用于执行所述资源管理模块发来的指示，并为所述资源管理模块提供资源状态的查询。

优选地，所述系统还包括：

控制模块，用于监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

优选地，所述控制模块包括：

监控子模块，用于监控所述资源对象的释放情况，当所述资源对象被释放时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

优选地，所述控制模块包括：

智能调度子模块，用于监控所述资源对象的调整情况，当所述资源对象被调整时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

优选地，所述资源管理模块，还用于接收调整申请；根据收到的调整申请，查询资源状态；根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述调整申请；当审批通过所述调整申请时，向所述资源日历模块发出调整所述资源对象并更新资源状态的指示。

优选地，所述资源管理模块，还用于接收回收申请；当审批通过所述回收申请时，向所述资源日历模块发出回收所述资源对象并更新资源状态的指示。

优选地，所述资源日历模块，还用于根据资源状态生成日历图表，所述日历图表用于体现资源使用情况和时间之前的关系。

由上可知，本发明的技术方案包括：接收资源申请；根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象，更新资源状态；查询更新后的资源状态；根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述资源申请；当审批通过所述资源申请时，占用所述资源对象并更新资源状态。由此，本发明通过采用为资源池中资源对象建立资源日历模型的方式，将资源池中资源对象生命周期映射到一个资源日历模型中，资源对象整个生命周期过程中状态的变迁都会动态反映到资源日历中，因而可以基于资源日历进行调度、分配，从而使资源管理更加简单并且智能化。从而能够提高资源管理效率和利用率，降低运营维护复杂性。

附图说明

图1为现有技术中资源调度的流程图；

图2为本发明提供的资源调度方法的流程示意图；

图3为本发明提供的资源调度系统的一实施例的结构示意图；

图4为本发明提供的资源调度系统的另一实施例的结构示意图；

图5为本发明提供的资源调度系统的逻辑示意图；

图6为本发明提供的资源日历的结构示意图；

图7为本发明提供的资源对象生命周期与资源日历的关系图；

图8为本发明提供的资源日历分布图的示意图；

图9为本发明提供的资源调度系统的再一实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种资源调度方法，如图2所示，所述方法包括：

步骤201、接收资源申请；

这里，资源申请可以通过订单的形式提交，例如，一个订单申请以下资源：CPU2个，内存4G，存储100G。

步骤202、根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象，更新资源状态；

步骤203、查询更新后的资源状态；

步骤204、根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述资源申请；

步骤205、当审批通过所述资源申请时，占用所述资源对象并更新资源状态。

在一优选实施例中，所述方法还包括：

监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态。

优选地，所述监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态，包括：

监控所述资源对象的调整情况，当所述资源对象被调整时更新资源状态。

这里，所述调整是指在资源使用过程中，资源配置相比初始配置有变化，主要针对资源动态调整的情况。

优选地，所述监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态，包括：

监控所述资源对象的释放情况，当所述资源对象被释放时更新资源状态。

这里，所述释放是指资源关机，即资源对象不再使用，资源对象释放出来。

在一优选实施例中，所述方法还包括：

接收调整申请；

根据收到的调整申请，查询资源状态；

根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述调整申请；

当审批通过所述调整申请时，调整所述资源对象并更新资源状态。

这里，所述调整所述资源对象并更新资源状态，是根据审批通过的调整申请做出的操作，所述调整主要是针对人工调整的情况。

在一优选实施例中，所述方法还包括：

接收回收申请；

当审批通过所述回收申请时，回收所述资源对象并更新资源状态。

这里，所述回收所述资源对象并更新资源状态，是根据审批通过的回收申请做出的操作，所述回收主要是针对人工回收资源的情况。

在一优选实施例中，所述方法还包括：

根据资源状态生成日历图表，所述日历图表用于体现资源使用情况和时间之前的关系。

综上所述，本发明引入资源日历概念，通过为底层虚拟化资源构建资源日历关联生命周期模型，设计并实现了一种基于资源日历和资源监控相结合的调度方法和系统，达到了资源高效申请、快速交付、高度共享目标。避免因资源不足而造成资源创建失败的问题，因高并发引发的资源无序争抢问题。

本发明提供一种资源调度系统，如图3所示，所述系统包括：

资源管理模块301，用于接收资源申请；根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象，并向资源日历模块发出更新资源状态的指示；以及查询所述资源日历模块302的资源状态；根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述资源申请；当审批通过所述资源申请时，向所述资源日历模块发出占用所述资源对象并更新资源状态的指示；

这里，资源申请可以通过订单的形式提交，例如，一个订单申请以下资源：CPU2个，内存4G，存储100G。

在实际应用中，所述资源管理模块301可以采用如图4所示的订单管理模块实现。

所述资源日历模块302，用于执行所述资源管理模块发来的指示，并为所述资源管理模块301提供资源状态的查询。

在一优选实施例中，所述系统还包括：

控制模块303，用于监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

优选地，所述控制模块包括：

监控子模块3031，用于监控所述资源对象的释放情况，当所述资源对象被释放时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

在实际应用中，所述监控子模块3031可以采用如图4所示的监控模块实现。

优选地，所述控制模块包括：

智能调度子模块3032，用于监控所述资源对象的调整情况，当所述资源对象被调整时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

在实际应用中，所述智能调度子模块3032可以采用如图4所示的智能调度模块实现。

在一优选实施例中，所述资源管理模块301，还用于接收调整申请；根据收到的调整申请，查询资源状态；根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述调整申请；当审批通过所述调整申请时，向所述资源日历模块发出调整所述资源对象并更新资源状态的指示。

在一优选实施例中，所述资源管理模块301，还用于接收回收申请；当审批通过所述回收申请时，向所述资源日历模块发出回收所述资源对象并更新资源状态的指示。

在一优选实施例中，所述资源日历模块302，还用于根据资源状态生成日历图表，所述日历图表用于体现资源使用情况和时间之前的关系。

下面结合附图对本发明提供的技术方案进行详细介绍。

1、系统功能架构规划

本发明所设计的系统架构以资源日历模块为核心，资源生命周期模块、订单管理模块、监控模块、智能调度模块四个模块通过统一消息接口与资源日历模块协同通讯，共同实现云计算环境下的资源管理调度，具体如图4所示。

本实施例中，所述订单管理模块相当于上述资源管理模块，用户以提交订单的方式来申请资源。

四个模块与资源日历交互的过程为，用户向订单管理模块提交订单以申请资源，订单提交后就会预占用资源，此时会发消息通知资源日历模块，资源日历模块中预占用处理器会处理预占用消息，并对资源日历更新；当订单审批通过后，资源由预占用转为实际占用，也会发消息通知资源日历模块，更新资源日历；监控模块监控到有资源关机时，会发消息通知资源日历模块进行日历更新；当资源对象通过订单管理模块进行人工资源调配（包括调整和回收），也会发送消息通知资源日历；智能调度模块负责云计算中心资源总体调度，在决策对资源进行动态伸缩时，会查询资源日历，获取资源时间使用分布图，以便合理分配调整资源，调整完成后，发送消息通知资源日历模块，进行资源日历更新。

基于日历的资源管理调度系统逻辑架构如图5所示，区域501为订单管理模块（即资源管理模块）与资源日历的交互过程；区域502为资源生命周期的变化与资源日历的交互过程；区域504为监控模块的操作，当监控到资源计划内关机，会发消息至资源日历；区域505为智能调度模块的操作，其与监控模块和资源日历模块结合，共同实现资源合理调度分配。

2、资源日历模块逻辑组成

资源日历模块逻辑组成如图6所示：

统一消息接口601：统一消息接口负责接收其它模块传递来的资源日历更新消息，并将消息分发给相应的处理器处理；同时对外提供资源查询接口；

预占用处理器602：负责处理资源预占用情况，并更新日历图表，如资源订单提交后，会发资源预占用消息通知该处理器。

预回收处理器603：负责处理资源预回收资源，当一个资源即将到期（到期提醒时间系统自动设定），系统会自动发消息请求计算预回收资源量；

资源占用处理器604：负责实时计算资源池当前资源使用量、总量信息，当有新资源创建或者资源池添加了新的主机，会自动或人工通知该处理器重新计算资源池中资源使用情况；

资源生命周期管理605：为了实现资源日历模型，必须以基于日历的模式为资源建模，本发明中资源模型，其与传统资源模型有很大不同，也是本专利创新点，具体表现在如下三点：一、基于资源对象占用资源变化定义资源状态；二、资源状态变化与资源日历息息相关，会主动触发消息通知到资源日历。三、资源对象生命周期与订单管理模块（即资源管理模块）紧密结合，但又可以进行人工修改控制，管理起来更灵活。

资源生命周期与资源日历的关系如图7所示，具体的，资源管理：区别于传统资源管理，本发明中资源管理所管对象从资源订单提交后开始，订单提交后系统会自动生成一个逻辑资源对象，但该对象还未与资源实体建立绑定关系，当订单审批通过后，资源实体对象创建完成时，此对象才完成由“虚”化“实”转换。

预占用：当资源订单提交后，系统就会生成一个资源对象，该对象状态为预占用状态。

已分配：资源订单审批通过并且资源创建成功后，资源对象状态变更为已分配状态。

二次调整：在资源使用过程中，如果资源配置做了调整（人工或者动态调整），则资源对象状态变更为二次调整状态，二次调整是指资源相比初始配置有变化，调整次数可以是多次，但都统称为二次调整。

资源释放：当资源对象不再使用，资源释放出来后，资源对象状态变更为释放状态，资源状态又由“实”化“虚”，系统会自动对释放状态资源进行归档处理。

资源日历分布图606：对外提供按日历方式展示资源池中资源分布情况，可按网络域、起止日期，来查询资源，其效果如图8所示。这里，分布图也可以称为日历图表。

通过资源日历模型可实时查看某时间段内资源池中资源使用情况、剩余情况，选择开始时间和结束时间可查询所选时间段资源余量信息；订单提交后，就会排队进行资源预占用，智能调度引擎根据队列优先级等情况进行合理、有序的资源调配，根据订单模块中预约状态处理订单和分配资源，简化调度复杂性。

3、基于日历智能管理调度系统实现

如图9所示，基于日历的智能调度系统共有七部分组成：订单管理模块901、智能调度模块902、资源日历模块903、虚拟机管理模块904、监控模块905，以及资源层的资源池906、业务系统池907，其调度实现过程如下：

监控模块905负责对订单队列、资源池906和业务系统池907进行监控，并将订单状态、资源池容量等信息发送给智能调度模块902，智能调度模块902根据不同的策略会启动任务（job）处理订单和其它动态调度任务，任务执行过程中如果关联资源日历变更，则会通知资源日历模块903的统一消息接口，当资源池906中资源对象状态发生变化时或者资源进行调整，也会对通知资源日历903的统一消息接口，以使资源日历模块903进行更新。总之，所有资源调度决策，都是基于资源日历，所有资源状态变化也会更新资源日历，这样就可以保证决策正确，有效避免因资源不足或者资源并发造成资源创建失败，提高资源调度效率和可靠性，从而实现对资源对整个资源池的资源进行合理调度、分配。

本发明提出了一种云计算环境下基于日历的基础设施即服务（Infrastructureas a Service，IaaS）层资源管理调度方法和系统，通过采用“为资源池中资源对象建立资源日历模型”的方式，将资源池中资源对象生命周期映射到一个资源日历模型中，资源对象整个生命周期过程中状态的变迁都会动态反映到资源日历中，而系统在对资源进行管理调度时，完全基于资源日历进行调度、分配，从而使资源管理更加简单并且智能化。

采用本发明可以很好的解决IaaS层资源池服务化管理过程中，因资源不足而造成资源创建失败的问题，因高并发引发的资源无序争抢问题。本发明通过为资源建立日历模型，在资源申请之初，就可以预测到资源是否满足申请条件或在什么时间满足，如果当前资源不满足，可以预约资源充足时段，从而提高资源申请、审批效率。

本专利所建立的资源调度管理系统，还可为评估资源池使用情况提供了一种方法，主要是通过分析预约资源队列的情况来实现。当资源订单中，标记为预约状态的资源订单量为0，说明资源池资源非常充足，用户可随需申请自己的资源；当资源订单中存在大量预约状态的订单排队申请资源，系统会自动计算预约订单所需资源总量，计算资源池超配比率（预约资源总量/系统资源总量）；再分析资源预约队列中资源预约时间，结合资源池当前实际使用率等条件；就可以综合评估现有资源使用情况，为资源池是否扩容提供有价值参考。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种资源调度方法，其特征在于，所述方法包括：

接收资源申请；

根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象；

根据所述资源申请更新预约资源队列；

查询资源状态；

根据查询到的资源状态、预约资源队列中资源申请所需的预约资源总量及所述预约资源队列中资源预约时间，判决是否审批通过所述资源申请；

当审批通过所述资源申请时，占用所述资源对象并更新资源状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态，包括：

监控所述资源对象的调整情况，当所述资源对象被调整时更新资源状态。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时更新资源状态，包括：

监控所述资源对象的释放情况，当所述资源对象被释放时更新资源状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收调整申请；

根据收到的调整申请，查询资源状态；

根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述调整申请；

当审批通过所述调整申请时，调整所述资源对象并更新资源状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收回收申请；

当审批通过所述回收申请时，回收所述资源对象并更新资源状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据资源状态生成日历图表，所述日历图表用于体现资源使用情况和时间之间 的关系。

8.一种资源调度系统，其特征在于，所述系统包括：

资源管理模块，用于接收资源申请；根据收到的资源申请，生成一个预占用的资源对象，并向资源日历模块发出更新预约资源队列的指示；以及查询所述资源日历模块中的资源状态；根据查询到的资源状态、预约资源队列中资源申请所需的预约资源总量及所述预约资源队列中资源预约时间，判决是否审批通过所述资源申请；当审批通过所述资源申请时，向所述资源日历模块发出占用所述资源对象并更新资源状态的指示；

所述资源日历模块，用于执行所述资源管理模块发来的指示，并为所述资源管理模块提供资源状态的查询。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制模块，用于监控所述资源对象的变化情况，当所述资源对象的情况发生变化时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括：

监控子模块，用于监控所述资源对象的释放情况，当所述资源对象被释放时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括：

智能调度子模块，用于监控所述资源对象的调整情况，当所述资源对象被调整时向所述资源日历模块发出更新资源状态的指示。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述资源管理模块，还用于接收调整申请；根据收到的调整申请，查询资源状态；根据查询到的资源状态判决是否审批通过所述调整申请；当审批通过所述调整申请时，向所述资源日历模块发出调整所述资源对象并更新资源状态的指示。

13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述资源管理模块，还用于接收回收申请；当审批通过所述回收申请时，向所述资源日历模块发出回收所述资源对象并更新资源状态的指示。

14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述资源日历模块，还用于根据资源状态生成日历图表，所述日历图表用于体现资源使用情况和时间之间 的关系。