CN105279008A - 一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法及装置，本发明中监测虚拟机群中是否有事件发生，所述事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件；若监测到虚拟机群中有事件发生，则根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程。本发明提供的用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法及装置，能够适应虚拟机使用情况动态变化的应用场景。

Description

一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法及装置。

背景技术

近年来，云计算成为了一种主要的计算模式，云计算将计算任务分布在大量计算节点构成的资源池上，并将计算资源虚拟化后以服务的方式提供给用户，使用户能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务。随着计算机技术的发展，尤其是计算机硬件设计能力和工艺的提升，服务器的能力变得越来越强，云数据中心的规模也正变的越来越大，但同时能量的消耗也成为了一个突出的问题。

面对高能耗问题，传统的节能方法主要包括电压调整、处理器转速调节以及关闭显示等方式，但是这些方法通常仅适用于单个主机，通用性较差，而且节省的能量远不如关闭整个计算机所节省的能量多。因此，在云数据中心中迫切需要新的节能技术来减少能耗的开销，基于虚拟机技术的节能方法是一种有效易操作的方法。

目前，利用虚拟机迁移聚合方法，在负载感知的整合策略和自适应的迁移技术的统一协调控制下，可以有效实现云数据中心节能的目的。云数据中心通常由数百甚至数千台物理服务器节点组成，每一个物理服务器节点上运行有虚拟机监控器(英文：VirtualMachineMonitor；简称：VMM)，以及虚拟机(英文：VirtualMachine；简称：VM)，虚拟机中运行有任务负载(应用程序和虚拟机内的操作系统)，并占用相应的资源需求(例如占用物理服务器节点的处理器、内存和网卡的使用量)。实现虚拟机迁移相应功能的执行主体(例如分布式资源调度系统(VMwareDRS))，周期性监控虚拟机的资源使用情况，并进行虚拟机的迁移，将运行任务负载的虚拟机尽可能的迁移到运行有虚拟机的物理服务器节点上，并将没有运行虚拟机的空闲物理服务器节点关闭，以达到节省能耗的目的。

上述进行虚拟机迁移的方法中，采用周期性监控各虚拟机的资源使用情况的方式进行虚拟机迁移，通常监控周期为5分钟，然而，对于云数据中心而言，会随时有虚拟机加入、退出等情况，甚至一直运行的虚拟机的资源需求也会随着时间发生动态变化，即数据中心中虚拟机的资源使用情况是动态变化的，采用周期性监控的方式实现虚拟机迁移的方法，无法根据虚拟机的资源使用情况变化，实时进行虚拟机迁移，不适用于虚拟机资源使用情况是动态变化的应用场景。

发明内容

本发明实施例提供一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法及装置，以适用于虚拟机使用情况是动态变化的应用场景。

第一方面，提供一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法，应用于虚拟机迁移装置，包括：

监测虚拟机群中是否有事件发生，所述事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件；

若监测到虚拟机群中有事件发生，则根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程。

结合第一方面，在第一种实现方式中，根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程，包括：

根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机；

确定所述第一待调整虚拟机的资源需求，所述资源需求为虚拟机运行在物理服务器节点上，占用物理服务器节点的资源的需求量；

确定物理服务器节点上占用资源低于满足所述资源需求对应的占用资源的虚拟机，作为置换虚拟机；

将所述置换虚拟机占用的资源、以及运行所述置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源；

判断运行有虚拟机的物理服务器节点中，是否存在现有空闲资源满足所述第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点；

若不存在，则启动新的物理服务器节点，并建立新启动的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机之间的映射关系；

若存在，则建立确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点之间的映射关系，并置换出确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点中的置换虚拟机；

将置换出的置换虚拟机，确定为第二待调整虚拟机，并重复执行上述步骤，直至将置换出的置换虚拟机与相应的物理服务器节点之间的映射关系建立完毕；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

结合第一方面的第一种实现方式，在第二种实现方式中，所述根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，包括：

判定发生的事件为虚拟机加入事件；

将需要加入的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

结合第一方面的第一种实现方式，在第三种实现方式中，所述根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，包括：

判定发生的事件为虚拟机退出事件；

确定退出的虚拟机；

确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机；

将所述剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

结合第一方面的第一种实现方式，在第四种实现方式中，所述根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，包括：

判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件；

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求；

将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机，确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机，将所述剩余虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机；并

将资源需求为所述变更后的资源需求的虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机。

结合第一方面的第四种实现方式，在第五种实现方式中，确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求之后，所述方法还包括：

根据所述原始资源需求和所述变更后的资源需求，确定虚拟机的资源需求变化量；

若所述资源需求变化量大于设定阈值，则执行将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机的执行过程。

结合第一方面的第一种实现方式，第一方面的第二种实现方式，第一方面的第三种实现方式，第一方面的第四种实现方式或者第一方面的第五种实现方式，在第六种实现方式中，根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移之前，所述方法还包括：

将进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，作为节能收益；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移，包括：

确定根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机迁移的能耗开销，作为迁移开销；

判断所述节能收益是否大于所述迁移开销；

若所述节能收益大于所述迁移开销，则按照建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

第二方面，提供一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移控制装置，包括监测单元、触发单元和迁移单元，其中：

所述监测单元，用于监测虚拟机群中是否有事件发生，所述事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件；

所述触发单元，用于在所述监测单元监测到虚拟机群中有事件发生时，根据发生的事件触发所述迁移单元进行虚拟机群中的虚拟机迁移过程；

所述迁移单元，用于对虚拟机群中的虚拟机进行迁移。

结合第二方面，在第一种实现方式中，所述迁移单元，具体用于按如下方式对虚拟机群中的虚拟机进行迁移：

根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机；

确定所述第一待调整虚拟机的资源需求，所述资源需求为虚拟机运行在物理服务器节点上，占用物理服务器节点的资源的需求量；

确定物理服务器节点上占用资源低于满足所述资源需求对应的占用资源的虚拟机，作为置换虚拟机；

将所述置换虚拟机占用的资源、以及运行所述置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源；

判断运行有虚拟机的物理服务器节点中，是否存在现有空闲资源满足所述第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点；

若不存在，则启动新的物理服务器节点，并建立新启动的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机之间的映射关系；

若存在，则建立确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点之间的映射关系，并置换出确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点中的置换虚拟机；

将置换出的置换虚拟机，确定为第二待调整虚拟机，并重复执行上述步骤，直至将置换出的置换虚拟机与相应的物理服务器节点之间的映射关系建立完毕；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

结合第二方面的第一种实现方式，在第二种实现方式中，所述迁移单元，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机加入事件；

将需要加入的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

结合第二方面的第一种实现方式，在第三种实现方式中，所述迁移单元，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机退出事件；

确定退出的虚拟机；

确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机；

将所述剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

结合第二方面的第一种实现方式，在第四种实现方式中，所述迁移单元，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件；

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求；

将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机，确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机，将所述剩余虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机；并

将资源需求为所述变更后的资源需求的虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机。

结合第二方面的第四种实现方式，在第五种实现方式中，所述迁移单元，还用于：

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求之后，根据所述原始资源需求和所述变更后的资源需求，确定虚拟机的资源需求变化量；

若所述资源需求变化量大于设定阈值，则执行将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机的执行过程。

结合第二方面的第一种实现方式，第二方面的第二种实现方式，第二方面的第三种实现方式，第二方面的第四种实现方式或者第二方面的第五种实现方式，在第六种实现方式中，所述迁移单元，还用于：

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移之前，将进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，作为节能收益；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移，包括：

确定根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机迁移的能耗开销，作为迁移开销；

判断所述节能收益是否大于所述迁移开销；

若所述节能收益大于所述迁移开销，则按照建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

本发明实施例提供的用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法及装置，将虚拟机加入、虚拟机退出以及虚拟机资源需求变化等情况，刻画为事件，进行虚拟机迁移控制过程中，监测虚拟机群中是否有事件发生，事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件，若有事件发生，则触发虚拟机迁移过程，实时性较强，能够适应虚拟机使用情况动态变化的应用场景。

附图说明

图1为本发明实施例提供的虚拟机迁移方法实现原理图；

图2为本发明实施例提供的虚拟机迁移方法实现流程图；

图3为本发明实施例提供的虚拟机迁移方法实现的又一实现流程图；

图4为本发明实施例提供的确定虚拟机的物理服务器节点的实现流程图；

图5A-图5B为本发明实施例提供的确定虚拟机的物理服务器节点方法节省能耗的效果图；

图6为本发明实施例提供的用于虚拟机群节能的虚拟机迁移装置构成示意图；

图7为本发明实施例提供的另一用于虚拟机群节能的虚拟机迁移装置构成示意图。

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，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

云数据中心中，通常采用虚拟机迁移的方式进行节能，将虚拟机尽可能的迁移到运行有虚拟机的物理服务器节点上(即是虚拟机聚合的过程)，并将没有运行虚拟机的空闲物理服务器节点关闭。

本发明实施例提供一种基于事件触发的虚拟机迁移方法，将虚拟机加入、虚拟机退出和虚拟机资源需求发生变化等操作刻画为事件，若事件发生，则触发并启动虚拟机迁移，以适应数据中心中虚拟机使用情况动态变化的应用场景，并达到实时节约能耗的目的。

图1所示为本发明实施例提供的基于事件触发机制实现虚拟机迁移的原理图。设定数据中心的资源池为(node1，node2，…，noden)，其中nodei表示物理服务器节点i，i∈[1，2……n]。物理服务器节点i上运行有虚拟机，虚拟机中运行有任务负载序列(workload1，workload2，…，workloadm)，其中，workloadi表示任务负载i，i∈[1,2……m]。虚拟机中的任务负载序列的变化体现虚拟机使用情况的变化(虚拟机退出，虚拟机加入或者虚拟机资源需求发生变化)，本发明实施例中将虚拟机加入的情况刻画为虚拟机加入事件，虚拟机退出的情况刻画为虚拟机退出事件，虚拟机资源需求发生变化的情况刻画为虚拟机资源需求发生变化事件，将每一物理服务器节点上的每一虚拟机的变化情况进行记录，并组成事件序列(event1，…，event2，…，eventn，…)，当有事件发生时，则进行虚拟机迁移控制(例如可采用能耗感知的启发式算法)，针对每一事件分别生成迁移方案，该迁移方案可包括一系列的虚拟机放置和迁移操作，并对云数据中心中的虚拟机进行迁移。

本发明实施例中实现上述虚拟机迁移控制的组件，例如可以是能耗感知的全局调度器，运行于全局中心节点之上，监测虚拟机群中是否有事件发生，若监测到有事件发生，则根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程，当然本发明实施例并不引以为限。

图2所示为本发明实施例提供的虚拟机迁移方法实现流程图，图2中所示的方法执行主体是虚拟机迁移装置，该虚拟机迁移装置可以是实现上述虚拟机迁移控制的组件，当然也可以是其它能够实现相应功能的组件，本发明实施例不引以为限，如图2所示，该方法包括：

S101：监测虚拟机群中是否有事件发生。

本发明实施例中监测的事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件。

S102：若监测到虚拟机群中有事件发生，则根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程。

本发明实施例中监测到虚拟机群中有事件发生，即表明虚拟机的使用情况发生变化，触发并启动虚拟机迁移过程，能够较为实时的应对虚拟机的动态变化场景，进行虚拟机迁移，以便及时达到节能的目的。

本发明实施例中为达到较好的节能效果，进行虚拟机迁移之前，优选调整虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，紧密聚合虚拟机，将虚拟机尽可能的迁移到运行有虚拟机的物理服务器节点上，尽可能减少数据中心中物理服务器节点的数目，并将没有运行虚拟机的空闲物理服务器节点关闭，减少空载消耗。

本发明实施例中调整虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系进行虚拟机迁移的实现流程图如图3所示，包括：

S201：将虚拟机加入、虚拟机退出和虚拟机资源需求发生变化等操作刻画为事件。

S202：监测虚拟机群中是否有事件发生，若发生则触发虚拟机迁移过程，进行S203，否则不做任何操作。

S203：调整虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，保证运行虚拟机的物理服务器节点的数目最少。

S204：按照S203中调整的映射关系进行虚拟机迁移。

本发明实施例中S203中调整虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，以保证运行虚拟机的物理服务器节点的数目最少，优选如下方式，如图4所示，包括：

S2031：根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机。

本发明实施例中第一待调整虚拟机可以是数据中心中各物理服务器节点中原有运行的虚拟机，也可以是新加入的虚拟机。

S2032：确定第一待调整虚拟机的资源需求，该资源需求为虚拟机运行在物理服务器节点上，占用物理服务器节点的资源的需求量。

本发明实施例中可按照虚拟机的资源需求使用量的大小，对虚拟机的资源需求进行分级，得到各个虚拟机的资源需求等级，并按照相同的方法，确定第一待调整虚拟机的资源需求等级。

S2033：确定物理服务器节点上占用资源低于满足所述资源需求对应的占用资源的虚拟机，作为置换虚拟机。

S2034：将S2033中确定的置换虚拟机占用的资源、以及运行所述置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源。

本发明实施例中将置换虚拟机占用的资源、以及运行置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源，即忽略置换虚拟机占用的资源。

S2035：判断运行有虚拟机的物理服务器节点中，是否存在现有空闲资源满足第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点，若不存在，在执行S2036，否则执行S2037。

本发明实施例中可在忽略物理服务器节点上资源需求低于第一待调整虚拟机的资源需求的虚拟机基础上，采用例如首次适应算法(First-Fitalgorithm)确定能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点。

本发明实施例中忽略物理服务器节点上资源需求低于第一待调整虚拟机的资源需求的虚拟机，即若当前物理服务器节点中存在资源需求低于第一待调整虚拟机的资源需求的虚拟机，则可认为当前物理服务器中不存在该资源需求低于第一待调整虚拟机的资源需求的虚拟机，进而判断当前物理服务器节点的资源剩余量(现有空闲资源)是否能够满足待调整的虚拟机的资源需求，若能够满足则可确定当前物理节点为能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点。

S2036：启动新的物理服务器节点，并建立新启动的物理服务器节点与第一待调整虚拟机之间的映射关系。

S2037：建立确定的能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点与第一待调整虚拟机的物理服务器节点之间的映射关系。

S2038：置换出确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点中的置换虚拟机。

S2039：将置换出的置换虚拟机，确定为第二待调整虚拟机，返回执行S2032，重复执行上述步骤，直至将置换出的置换虚拟机与相应的物理服务器节点之间的映射关系建立完毕。

S2040：根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

可选的，实际执行过程中，若运行有虚拟机的物理服务器节点中，存在空闲资源等级高于第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点，则可直接建立该空闲资源等级高于第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点与第一待调整虚拟机之间的映射关系，而无需采用上述执行过程。故本发明实施例中在进行S2033之前，还可判定运行有虚拟机的物理服务器节点中，不存在空闲资源等级高于所述第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点。

可选的，本发明实施例中若事件序列中发生的事件为虚拟机加入事件，则可直接将需要加入的虚拟机作为第一待调整虚拟机，采用图4所示的处理方法进行处理，S2031中根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，一种可选的方案为，判定发生的事件为虚拟机加入事件；将需要加入的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

可选的，本发明实施例中若事件序列中发生的事件为虚拟机退出事件，则可将物理服务器节点上的剩余虚拟机，按照图4所示的处理流程，重新调整虚拟机与物理服务器节点的映射关系，尽可能的将剩余的虚拟机调整到其它运行有虚拟机的物理服务器节点上，从而可空闲出一个物理服务器节点，并将其休眠，则可节省能耗。故本发明实施例中S2031中根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机另一种可选的方案为，判定发生的事件为虚拟机退出事件，并确定退出的虚拟机；确定退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在确定的物理服务器节点上的剩余虚拟机，将剩余虚拟机作为第一待调整虚拟机。

可选的，本发明实施例中若事件序列中发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件，例如虚拟机的资源需求由X变为Y，相当于资源需求为X的虚拟机退出，资源需求为Y的虚拟机加入，故本发明实施例中S2031中根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，可采用如下方式实现：

A：判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件。

B：确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求。

C：将资源需求为原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机，确定退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在物理服务器节点上的剩余虚拟机，将剩余虚拟机作为第一待调整虚拟机。

D：将资源需求为变更后的资源需求的虚拟机，作为第一待调整虚拟机。

可选的，本发明实施例中采用上述方式进行资源需求发生变化事件处理的方式，若资源需求变化量较小，则会造成频繁发生虚拟机加入事件和虚拟机退出事件。本发明实施例中为避免频繁发生虚拟机加入事件和虚拟机退出事件，可在判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件前提下，在确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求之后，还可根据所述原始资源需求和所述变更后的资源需求，确定虚拟机的资源需求变化量，若所述资源需求变化量大于设定阈值，则执行将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机的执行过程。换言之，本发明实施例中只有在资源需求变化量大于设定阈值的情况下，才会进行虚拟机迁移的过程，以便在资源需求变化量不大情况下进行虚拟机迁移导致资源和能量的浪费。

本发明实施例中上述进行虚拟机与物理服务器节点的映射关系的确定的过程，通过将虚拟机的资源需求进行划分等级，并按照“以大换小”的方式，确定能够运行虚拟机的物理服务器节点，能够减少资源缝隙，达到节约能耗和提高资源利用率的目的。

本发明实施例以下以具体实施例说明本发明实施例中采用上述将虚拟机的资源需求进行划分等级，并按照“以大换小”的方式，确定能够运行虚拟机的物理服务器节点，能够节省功耗的有益效果进行说明。

本发明实施例中设定数据中心中存在物理服务器节点1和物理服务器节点2，假设物理服务器节点1和物理服务器节点2能够提供的资源使用量为1，物理服务器节点1上运行有资源需求分别为0.5和0.3的虚拟机，物理服务器节点2上运行有资源需求为0.6的虚拟机。若目前第一待调整虚拟机的资源需求为0.5，则按照传统的确定运行虚拟机的物理服务器节点的方法，则物理服务器节点1和物理服务器节点2都不能提供足够的资源运行第一待调整虚拟机，故只能新启动物理服务器节点3运行第一待调整虚拟机，实现过程示意图如图5A所示。若采用本发明实施例提供的将虚拟机的资源需求进行划分等级，并按照“以大换小”的方式，确定能够运行虚拟机的物理服务器节点，则此时物理服务器节点1上的资源需求为0.3的虚拟机的资源需求低于第一待调整虚拟机的资源需求0.5，故进行物理服务器节点确定时，忽略资源需求为0.3的虚拟机，此时物理服务器节点1上剩余0.5的资源，故能够运行第一待调整虚拟机，将物理服务器节点1确定为能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点，而将资源需求为0.3的虚拟机置换出，此时物理服务器节点2上剩余的资源为0.4，故能够为置换出的资源需求为0.3的虚拟机提供足够的资源，可将物理服务器节点2作为置换出的资源需求为0.3的虚拟机的物理服务器节点，具体实现过程可参阅图5B所示。

由图5A和图5B所示，采用本发明实施例提供的方法，无需新启动物理服务器节点，故能够节省能耗，减少资源使用率，并能够减少资源缝隙，达到节约能耗和提高资源利用率的目的。

进一步的，在进行虚拟机迁移过程中，会产生虚拟机迁移开销(即进行虚拟机迁移的能耗开销)，迁移开销过大导致的数据中心中的整体开销过大，引起应用服务性能下降，甚至会导致系统颠簸，故本发明实施例中在进行虚拟机迁移之前，还可判定节能收益小于迁移开销，以避免迁移开销过大导致的数据中心中的整体开销过大，引起应用服务性能下降的问题。

本发明实施例中根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移之前，还可将进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，作为节能收益；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移，包括：

确定根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机迁移的能耗开销，作为迁移开销；

判断所述节能收益是否大于所述迁移开销；

若所述节能收益大于所述迁移开销，则按照建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

本发明实施例中，节能收益为进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，节能收益与能耗模型有关，本发明实施例中以线性模型为例进行说明，对于单个物理服务器节点，假设满载时能耗为1，空载能耗为idle，其中，0<idle<1,workload为虚拟机负载的资源需求之和(0<workload<1)，则依据线性能耗模型，单台物理服务器节点的当前能耗为：

energy＝idle+workload*(1-idle)；

对于云数据中心所有的物理服务器节点的总当前能耗为：

$E=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{ener}{\mathrm{gy}}_i;$

本发明实施例中将按照调整后的虚拟机与物理服务器节点之之间的映射关系，进行虚拟机迁移前后的能耗分别记为：Eafter和Ebefore，则节能收益为：Eafter-Ebefore。

本发明实施例中迁移开销为进行虚拟机迁移的能耗开销，与迁移次数有关，迁移次数越大，本发明实施例可将迁移开销Mig_overhead，定义如下：

${\mathrm{Mig}}_{\mathrm{overhead}}=\frac{\mathrm{\&alpha;}\&times;x}{n}$

其中，a是惩罚系数，可由用户定义，对于不同的虚拟机，迁移所带来的开销可能不同，例如迁移对外提供服务的工作负载影响较大，而对普通计算负载影响较小。x是迁移次数，n是虚拟机总数。一般认为迁移次数不大于虚拟机总数。

本发明实施例中，将计算能耗和迁移开销的综合值U定义如下：

U＝Eafter-Ebefore-Migoverhead

具体的，本发明实施例中为判定节能收益与迁移开销的大小，本发明实施例中可判断能耗和迁移开销的综合值U的大小，如果U大于0，表明节能收益大于迁移开销，则进行虚拟机迁移，否则不进行虚拟机迁移。

本发明实施例中进行虚拟机迁移过程中综合考虑虚拟机迁移开销对于系统的影响，避免迁移开销过大导致的数据中心中的整体开销过大，引起应用服务性能下降的问题。

基于上述实施例提供的虚拟机迁移方法，本发明实施例还提供一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移装置600，如图6所示，该装置包括监测单元601、触发单元602和迁移单元603，其中：

监测单元601，用于监测虚拟机群中是否有事件发生，事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件。

触发单元602，用于在监测单元601监测到虚拟机群中有事件发生时，根据发生的事件触发迁移单元603进行虚拟机群中的虚拟机迁移过程。

迁移单元603，用于对虚拟机群中的虚拟机进行迁移。

在第一种实现方式中，迁移单元603，具体用于按如下方式对虚拟机群中的虚拟机进行迁移：

根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机。

确定第一待调整虚拟机的资源需求，资源需求为虚拟机运行在物理服务器节点上，占用物理服务器节点的资源的需求量。

确定物理服务器节点上占用资源低于满足资源需求对应的占用资源的虚拟机，作为置换虚拟机。

将置换虚拟机占用的资源、以及运行置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源。

判断运行有虚拟机的物理服务器节点中，是否存在现有空闲资源满足第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点。

若不存在，则启动新的物理服务器节点，并建立新启动的物理服务器节点与第一待调整虚拟机之间的映射关系。

若存在，则建立确定的能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点与第一待调整虚拟机的物理服务器节点之间的映射关系，并置换出确定的能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点中的置换虚拟机。

将置换出的置换虚拟机，确定为第二待调整虚拟机，并重复执行上述步骤，直至将置换出的置换虚拟机与相应的物理服务器节点之间的映射关系建立完毕。

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

结合第一种实现方式，在第二种实现方式中，迁移单元603，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机加入事件。

将需要加入的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

结合第一种实现方式，在第三种实现方式中，迁移单元603，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机退出事件。

确定退出的虚拟机。

确定退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在物理服务器节点上的剩余虚拟机。

将剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

结合第一种实现方式，在第四种实现方式中，迁移单元603，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件。

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求。

将资源需求为原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机，确定退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在物理服务器节点上的剩余虚拟机，将剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。并

将资源需求为变更后的资源需求的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

结合第四种实现方式，在第五种实现方式中，迁移单元603，还用于：

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求之后，根据原始资源需求和变更后的资源需求，确定虚拟机的资源需求变化量。

若资源需求变化量大于设定阈值，则执行将资源需求为原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机的执行过程。

在第六种实现方式中，迁移单元603，还用于：

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移之前，将进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，作为节能收益。

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移，包括：

确定根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机迁移的能耗开销，作为迁移开销。

判断节能收益是否大于迁移开销。

若节能收益大于迁移开销，则按照建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

本发明实施例提供的用于虚拟机群节能的虚拟机迁移装置，将虚拟机加入、虚拟机退出以及虚拟机资源需求变化等情况，刻画为事件，进行虚拟机迁移控制过程中，监测虚拟机群中是否有事件发生，事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件，若有事件发生，则触发虚拟机迁移过程，实时性较强，能够适应虚拟机使用情况动态变化的应用场景。

本发明实施例提供的虚拟机迁移装置，可用于执行本发明实施例上述虚拟机迁移方法，故对本发明实施例中对于虚拟机迁移装置描述不够详尽的地方，可参阅相关方法实施例的描述，在此不再赘述。

本发明实施例上述虚拟机迁移装置可以是一个安装在物理主机上的具有管控功能的控制器，例如可以是虚拟机监控器。当然该虚拟机迁移装置也可以是虚拟机监控器中的部件，例如可以是集成在虚拟机监控器中并安装有执行相应功能的软件程序的部件。当然本发明实施例并不引以为限，还可以是其它具有管控功能，并能够执行相应功能的控制器件。

基于上述实施例提供的用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法和装置，本发明实施例还提供一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移装置700，如图7所示，该装置700包括处理器701、存储器702和总线703，其中处理器701和存储器702均与总线703连接。

本发明实施例中处理器701可以是一个通用中央处理器(CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。

存储器702，可以是只读存储器(read-onlymemory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(randomaccessmemory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)、只读光盘(CompactDiscRead-OnlyMemory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。这些存储器通过总线与处理器相连接。

总线703可包括一通路，用于处理器701和存储器702之间通信。

本发明实施例中存储器702，用于存储处理器701执行的程序代码。

处理器701，用于调用存储器702存储的程序代码，实现如下功能：

监测虚拟机群中是否有事件发生，所述事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件；

若监测到虚拟机群中有事件发生，则根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程。

本发明实施例中，处理器701具体用于按如下方式对虚拟机群中的虚拟机进行迁移：

根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机。

确定第一待调整虚拟机的资源需求，资源需求为虚拟机运行在物理服务器节点上，占用物理服务器节点的资源的需求量。

确定物理服务器节点上占用资源低于满足资源需求对应的占用资源的虚拟机，作为置换虚拟机。

将置换虚拟机占用的资源、以及运行置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源。

判断运行有虚拟机的物理服务器节点中，是否存在现有空闲资源满足第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点。

若不存在，则启动新的物理服务器节点，并建立新启动的物理服务器节点与第一待调整虚拟机之间的映射关系。

若存在，则建立确定的能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点与第一待调整虚拟机的物理服务器节点之间的映射关系，并置换出确定的能够运行第一待调整虚拟机的物理服务器节点中的置换虚拟机。

将置换出的置换虚拟机，确定为第二待调整虚拟机，并重复执行上述步骤，直至将置换出的置换虚拟机与相应的物理服务器节点之间的映射关系建立完毕。

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

处理器701，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机加入事件。

将需要加入的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

处理器701具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机退出事件。

确定退出的虚拟机。

确定退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在物理服务器节点上的剩余虚拟机。

将剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

处理器701具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件。

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求。

将资源需求为原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机，确定退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在物理服务器节点上的剩余虚拟机，将剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。并

将资源需求为变更后的资源需求的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

处理器701还用于：

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求之后，根据原始资源需求和变更后的资源需求，确定虚拟机的资源需求变化量。

若资源需求变化量大于设定阈值，则执行将资源需求为原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机的执行过程。

处理器701，还用于：

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移之前，将进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，作为节能收益。

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移，包括：

确定根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机迁移的能耗开销，作为迁移开销。

判断节能收益是否大于迁移开销。

若节能收益大于迁移开销，则按照建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

本发明实施例提供的用于虚拟机群节能的虚拟机迁移装置，将虚拟机加入、虚拟机退出以及虚拟机资源需求变化等情况，刻画为事件，进行虚拟机迁移控制过程中，监测虚拟机群中是否有事件发生，事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件，若有事件发生，则触发虚拟机迁移过程，实时性较强，能够适应虚拟机使用情况动态变化的应用场景。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移方法，应用于虚拟机迁移装置，其特征在于，包括：

监测虚拟机群中是否有事件发生，所述事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件；

若监测到虚拟机群中有事件发生，则根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据发生的事件触发虚拟机群中的虚拟机迁移过程，包括：

根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机；

确定所述第一待调整虚拟机的资源需求，所述资源需求为虚拟机运行在物理服务器节点上，占用物理服务器节点的资源的需求量；

确定物理服务器节点上占用资源低于满足所述资源需求对应的占用资源的虚拟机，作为置换虚拟机；

将所述置换虚拟机占用的资源、以及运行所述置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源；

判断运行有虚拟机的物理服务器节点中，是否存在现有空闲资源满足所述第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点；

若不存在，则启动新的物理服务器节点，并建立新启动的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机之间的映射关系；

若存在，则建立确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点之间的映射关系，并置换出确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点中的置换虚拟机；

将置换出的置换虚拟机，确定为第二待调整虚拟机，并重复执行上述步骤，直至将置换出的置换虚拟机与相应的物理服务器节点之间的映射关系建立完毕；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，包括：

判定发生的事件为虚拟机加入事件；

将需要加入的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，包括：

判定发生的事件为虚拟机退出事件；

确定退出的虚拟机；

确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机；

将所述剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机，包括：

判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件；

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求；

将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机，确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机，将所述剩余虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机；并

将资源需求为所述变更后的资源需求的虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求之后，所述方法还包括：

根据所述原始资源需求和所述变更后的资源需求，确定虚拟机的资源需求变化量；

若所述资源需求变化量大于设定阈值，则执行将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机的执行过程。

7.如权利要求2至6任一项所述的方法，其特征在于，根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移之前，所述方法还包括：

将进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，作为节能收益；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移，包括：

确定根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机迁移的能耗开销，作为迁移开销；

判断所述节能收益是否大于所述迁移开销；

若所述节能收益大于所述迁移开销，则按照建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

8.一种用于虚拟机群节能的虚拟机迁移控制装置，其特征在于，包括监测单元、触发单元和迁移单元，其中：

所述监测单元，用于监测虚拟机群中是否有事件发生，所述事件包括虚拟机加入事件、虚拟机退出事件和虚拟机资源需求发生变化事件；

所述触发单元，用于在所述监测单元监测到虚拟机群中有事件发生时，根据发生的事件触发所述迁移单元进行虚拟机群中的虚拟机迁移过程；

所述迁移单元，用于对虚拟机群中的虚拟机进行迁移。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述迁移单元，具体用于按如下方式对虚拟机群中的虚拟机进行迁移：

根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机；

确定所述第一待调整虚拟机的资源需求，所述资源需求为虚拟机运行在物理服务器节点上，占用物理服务器节点的资源的需求量；

确定物理服务器节点上占用资源低于满足所述资源需求对应的占用资源的虚拟机，作为置换虚拟机；

将所述置换虚拟机占用的资源、以及运行所述置换虚拟机的物理服务器节点的原始空闲资源之和，作为物理服务器节点的现有空闲资源；

判断运行有虚拟机的物理服务器节点中，是否存在现有空闲资源满足所述第一待调整虚拟机的资源需求的物理服务器节点；

若不存在，则启动新的物理服务器节点，并建立新启动的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机之间的映射关系；

若存在，则建立确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点与所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点之间的映射关系，并置换出确定的能够运行所述第一待调整虚拟机的物理服务器节点中的置换虚拟机；

将置换出的置换虚拟机，确定为第二待调整虚拟机，并重复执行上述步骤，直至将置换出的置换虚拟机与相应的物理服务器节点之间的映射关系建立完毕；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述迁移单元，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机加入事件；

将需要加入的虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述迁移单元，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机退出事件；

确定退出的虚拟机；

确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机；

将所述剩余虚拟机，确定为第一待调整虚拟机。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述迁移单元，具体用于按如下方式根据发生的事件，确定第一待调整虚拟机：

判定发生的事件为虚拟机资源需求发生变化事件；

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求；

将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机，确定所述退出的虚拟机所属的物理服务器节点，以及运行在所述物理服务器节点上的剩余虚拟机，将所述剩余虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机；并

将资源需求为所述变更后的资源需求的虚拟机，确定为所述第一待调整虚拟机。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述迁移单元，还用于：

确定资源需求发生变化的虚拟机的原始资源需求以及变更后的资源需求之后，根据所述原始资源需求和所述变更后的资源需求，确定虚拟机的资源需求变化量；

若所述资源需求变化量大于设定阈值，则执行将资源需求为所述原始资源需求的虚拟机作为退出的虚拟机的执行过程。

14.如权利要求9至13任一项所述的装置，其特征在于，所述迁移单元，还用于：

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移之前，将进行虚拟机迁移的能耗与不进行虚拟机迁移的能耗之差，作为节能收益；

根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移，包括：

确定根据建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机迁移的能耗开销，作为迁移开销；

判断所述节能收益是否大于所述迁移开销；

若所述节能收益大于所述迁移开销，则按照建立的虚拟机与物理服务器节点之间的映射关系，进行虚拟机群中的虚拟机迁移。