CN105589751A - 一种物理资源调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了物理资源调度方法，应用于管理服务器，该方法包括：向所创建的且用户申请运行的虚拟机发送运行请求；从预先设置的多个包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源的资源池中，确定该虚拟机所在的宿主服务器所属的资源池；检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。本发明还提供了一种物理资源调度装置。采用本发明能够使虚拟机共享指定物理服务器上的物理资源。

Description

一种物理资源调度方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种物理资源调度方法及装置。

背景技术

随着硬件速度的以及服务器性能的不断提升，数据中心中的部分服务器的使用率有所下降，为了提高服务器硬件利用率，降低数据中心的运维成本，近年来，虚拟化技术得到了很大的发展。即，通过虚拟机软件，可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机就像真正的计算机那样进行工作。

在一些特定行业的虚拟化环境下，有些虚拟机需要直接使用物理服务器上的物理资源，这里的物理资源可以包括物理服务器上的GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)显卡、HBA(HostBusAdapter，主机总线适配器)卡、网卡、USB等。例如在广电行业，非编及合成软件，对显卡要求非常高，需要直接使用物理服务器的GPU，由于物理服务器上的GPU资源是有限的，一个GPU资源只能给一个虚拟机使用，如果物理服务器上运行多个需要GPU资源的虚拟机，就存在GPU资源短缺的情况。

所以，在现有技术中，会将虚拟机与指定的物理服务器上虚拟机运行业务所需的物理资源进行绑定，这样一来，即使指定服务器上还存在该类业务所需的空闲物理资源，也无法使用。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种物理资源调度方法及装置，能够使虚拟机共享指定物理服务器上的物理资源。

本发明实施例提供了一种物理资源调度方法，应用于管理服务器，该方法包括：向所创建的且用户申请运行的虚拟机发送运行请求；从预先设置的多个包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源的资源池中，确定该虚拟机所在的宿主服务器所属的资源池；检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

本发明实施例还提供了一种物理资源调度装置，应用于管理服务器，该装置包括：请求单元，向所创建的且用户申请运行的虚拟机发送运行请求；确定单元，从预先设置的多个包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源的资源池中，确定该虚拟机所在的宿主服务器所属的资源池；处理单元，检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

本发明的有益效果在于，通过管理服务器的调度，使得虚拟机可以在指定的物理服务器中共享紧缺的物理资源。虚拟机可以使用资源池的物理服务器中该虚拟机运行业务所需要的任意空闲物理资源，而不仅仅只绑定某个物理服务器的某个资源，不会出现存在空闲的物理资源，虚拟机却申请不到而无法运行。

附图说明

图1为本发明物理资源调度方法的流程示意图；

图2为本发明物理资源调度装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

管理服务器通过与物理服务器的交互，在物理服务器上创建虚拟机，管理服务器对物理服务器，以及创建的虚拟机进行控制。其中，创建的虚拟机所在的物理服务器称作宿主物理服务器。本发明通过管理服务器的调度，使得虚拟机可以在指定的物理服务器中共享紧缺的物理资源。虚拟机可以使用资源池的物理服务器中该虚拟机运行业务所需要的任意空闲物理资源，而不仅仅只绑定某个物理服务器的某个资源，不会出现存在空闲的物理资源，虚拟机却申请不到而无法运行。需要说明的是，虚拟机运行业务时，不同种类的业务使用的物理资源不同，例如转码业务、非编及合成业务使用的物理资源是GPU，Oracle数据库业务使用的物理资源是HBA，等等，不再一一列举。

首先管理服务器预先设置多个资源池，每个资源池中包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源。其中，资源池实际上为资源数据库，对于某一资源池，将指定数量个物理服务器上的物理资源写入到该资源池中，举例来说，资源池1中可以包括：物理服务器1上的GPU1、GPU2；物理服务器2上的GPU3和GPU4。

本发明实施例中还为每个业务定义对应的业务模板，虚拟机运行不同种类业务，就对应不同业务模板。因此，每个定义的业务模板包括：业务种类，业务优先级，资源分配比例，以及资源抢占策略等。

业务种类，用于标识使用物理资源的相应业务名称。

业务优先级，用于标识业务优先级的高低，例如转码业务在业务模板上对应的是低优先级，非编及合成业务在业务模板上对应的是高优先级。

资源分配比例，用于标识分配给该业务的物理资源量在资源池中所占的最高比例。假设资源池中有10个GPU卡，在高峰时期转码业务最多可以占用3个GPU卡，那么业务模板上转码业务对应的资源分配比例为3/10＝30％。

抢占资源策略，用于在关闭当前业务失败时，根据所设定的策略决定强制关闭当前虚拟机，还是继续轮询下一个排序中的虚拟机。

本发明物理资源调度方法的流程示意图如图1所示，应用于管理服务器，包括以下步骤：

步骤11、向所创建的且用户申请运行的虚拟机发送运行请求；

步骤12、从预先设置的多个包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源的资源池中，确定该虚拟机所在的宿主服务器所属的资源池；

步骤13、检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

假设管理服务器在物理服务器1上创建虚拟机1，并指定使用资源池1中的资源。物理服务器1称作是虚拟机1的宿主物理服务器。将要运行的业务为非编及合成业务，因此为高优先级业务。那么，在步骤13中检查所属资源池中是否存在该业务所对应的空闲物理资源，因此检查资源池1中GPU1和GPU2、GPU3和GPU4是否空闲，如果有空闲，则进一步确定空闲的物理资源是否在虚拟机1所在的宿主物理服务器上，即物理服务器1上。如果GPU1有空闲，说明空闲的物理资源在虚拟机1所在的宿主物理服务器上，则修改该虚拟机1的配置文件，将该非编及合成业务所对应的空闲物理资源GPU1配置到该虚拟机上，运行该虚拟机1。

由此，本发明实现了虚拟机共享资源池中物理服务器上的物理资源。

进一步地，在确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源之后，该方法还包括：如果所述宿主物理服务器不存在该业务所对应的空闲物理资源，则可以执行步骤14、获取该业务所对应的空闲物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

假设管理服务器在物理服务器1上创建虚拟机1，并指定使用资源池1中的资源。物理服务器1称作是虚拟机1的宿主物理服务器。将要运行的业务为非编及合成业务，因此为高优先级业务。那么，在步骤13中检查所属资源池中是否存在该业务所对应的空闲物理资源，因此检查资源池1中GPU1和GPU2、GPU3和GPU4是否空闲，如果有空闲，则进一步确定空闲的物理资源是否在虚拟机1所在的宿主物理服务器上，即物理服务器1上。如果GPU1没有空闲，而GPU3有空闲，则可以执行步骤14、获取该非编及合成业务所对应的GPU3所在的物理服务器2，由于物理服务器2不是虚拟机1的宿主物理服务器，首先要将虚拟机1迁移到物理服务器2上，然后修改该虚拟机1的配置文件，将该非编及合成业务所对应的空闲物理资源GPU3配置到该虚拟机1上，运行该虚拟机1。

进一步地，在步骤13检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源之后，该方法还包括：如果所述宿主服务器所属的资源池中不存在该业务所对应的空闲物理资源，并且该业务为高优先级业务，则直接执行步骤15、启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式。

另一方面，如果所述宿主服务器所属的资源池中不存在该业务所对应的空闲物理资源，并且该业务为低优先级业务，说明其他物理资源不能用于抢占，因此确定运行该虚拟机失败。

其中，启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式的方法包括：

1)查询所有运行的与该业务使用同一类物理资源的低优先级业务的虚拟机；

2)确定查询出的虚拟机中是否存在占用的物理资源比例超过预设的资源分配比例的虚拟机，如果存在，则将超过所述资源分配比例的虚拟机按运行时间进行排序，并向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求，如果业务关闭成功，则将该最早运行的虚拟机关闭；

3)在确认该最早运行的虚拟机成功关闭业务后，将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放回资源池；

4)判断所释放的物理资源是否在所述宿主物理服务器上，如果是，则将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机；如果否，获取所释放的物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

其中，对于是否启动抢占物理资源模式，如果将要运行的业务为转码业务，本身为低优先级业务，就不可能抢占其他同样是低优先级业务的物理资源。而如果将要运行的业务为非编及合成业务，本身为高优先级业务，该业务使用的物理资源是GPU，而低优先级转码业务也同样使用GPU，所以在没有空闲GPU物理资源的情况下，高优先级非编及合成业务可以抢占低优先级转码业务的GPU物理资源，使运行低优先级转码业务的虚拟机释放出GPU物理资源，以供高优先级非编及合成业务的虚拟机使用。下面就以将要运行的业务为非编及合成的高优先级业务为例，对抢占物理资源模式进行具体说明。

仍然假设管理服务器在物理服务器1上创建虚拟机1，并指定使用资源池1中的资源。物理服务器1称作是虚拟机1的宿主物理服务器。虚拟机1将要运行的业务为非编及合成高优先级业务。

需要说明的是，虚拟机1申请物理资源时，其他虚拟机已经通过管理服务器在各个物理服务器上创建，并且正在运行各自的业务。假设虚拟机2在物理服务器1上运行的是转码业务，虚拟机3在物理服务器1上运行的是转码业务，虚拟机4在物理服务器1上运行的是非编及合成业务。假设虚拟机5在物理服务器2上运行的是转码业务，虚拟机6在物理服务器2上运行的是转码业务，虚拟机7在物理服务器2上运行的是非编及合成业务。由此可以看出，资源池1中，虚拟机2、虚拟机3、虚拟机5和虚拟机6运行的是低优先级转码业务，假设虚拟机2、虚拟机3、虚拟机5和虚拟机6各自占用的GPU物理资源比例都不超过前述的资源分配比例30％，说明没有多余GPU物理可以用于抢占，因此确定运行该虚拟机失败。假设虚拟机2、虚拟机3、虚拟机5各自占用的GPU物理资源比例都超过前述的资源分配比例30％，那么按这3个虚拟机运行的时间进行排序，假设虚拟机2最早运行，其次依次是虚拟机3、虚拟机5，则向虚拟机2发送关闭转码业务的请求，如果转码业务关闭成功，则将虚拟机2关闭。然后，将虚拟机2上使用的GPU物理资源释放回资源池，修改虚拟机2的配置文件，将虚拟机2使用的GPU物理资源从虚拟机2上移除。

当虚拟机2释放了GPU物理资源后，管理服务器需要判断释放的GPU物理资源是否在虚拟机1的宿主物理服务器1上，由于前面已经假设虚拟机2在物理服务器1上运行的是转码业务，所以虚拟机2释放的GPU物理资源也在物理服务器1上，因此修改虚拟机1的配置文件，将虚拟机2释放的GPU物理资源配置到虚拟机1上，然后运行虚拟机1。反之，进一步假设如果虚拟机2在物理服务器2上运行转码业务，则虚拟机2释放的GPU物理资源就在物理服务器2上，物理服务器2并非是虚拟机1的宿主物理服务器，因此就要将虚拟机1先迁移到物理服务器2上，修改虚拟机1的配置文件，将虚拟机2释放的GPU物理资源配置到虚拟机1上，然后运行虚拟机1。

在步骤2)中，向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求之后，该方法还包括：在确认该最早运行的虚拟机关闭业务失败后，强制该最早运行的虚拟机关闭业务，并返回执行将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放；或者

将排序中的下一个虚拟机作为最早运行的虚拟机，返回执行向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求的步骤。

举例来说，如果虚拟机2的转码业务关闭失败，可以根据转码业务模板上的资源抢占策略决定强制关闭虚拟机2还是继续轮询下一个排序中的虚拟机。如果强制关闭虚拟机2，虚拟机2同样会释放其使用的GPU物理资源，以供虚拟机1使用。

如果继续轮询下一个排序中的虚拟机，因为按前述例子中的排序，虚拟机3是除虚拟机2之外最早运行的虚拟机，因此就会重复虚拟机2之前的操作，向虚拟机3发送关闭转码业务的请求，在虚拟机3关闭后释放其使用的GPU物理资源，以供虚拟机1使用；否则如果虚拟机3的转码业务关闭失败，就会向虚拟机5发送关闭转码业务的请求，在虚拟机5关闭后释放其使用的GPU物理资源，以供虚拟机1使用。依次类推，原理相同。

如此，通过管理服务器的调度，虚拟机可以使用资源池中物理服务器上任意空闲的物理资源，在没有空闲资源的情况下，使用同一类物理资源的高优先级业务还可以抢占低优先级业务的物理资源，而不需要像现有技术那样，虚拟机只绑定某个物理服务器的某个物理资源，即使存在空闲的物理资源，虚拟机却因为申请不到而无法运行。

本发明虚拟机释放物理资源的方法，应用于管理服务器，包括以下步骤：

步骤21、向用户申请关闭的虚拟机发送关闭请求；

步骤22、在虚拟机关闭后，获取该虚拟机所属的资源池；

步骤23、将该虚拟机占用的物理资源释放回资源池，以供其它虚拟机使用；

步骤24、修改该虚拟机的配置文件，将该虚拟机占用的物理资源从该虚拟机上移除。

需要说明的是，在前述本发明物理资源调度的方法中，启动抢占物理资源模式的步骤2)中，向该最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求，如果业务关闭成功，则将该最早运行的虚拟机关闭，此时最早运行的虚拟机关闭是通过程序自动触发虚拟机的关闭。而步骤21中，向虚拟机发送关闭请求，是用户通过管理服务器主动发起的关闭请求。也就是说，前者是程序自动触发的虚拟机关闭，后者是人为进行的虚拟机关闭。除此之外，后续释放物理资源的方法完全相同。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提出一种物理资源调度装置，应用于管理服务器，如图2所示，该装置包括：

请求单元201，向所创建的且用户申请运行的虚拟机发送运行请求；

确定单元202，从预先设置的多个包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源的资源池中，确定该虚拟机所在的宿主服务器所属的资源池；

处理单元203，检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

所述处理单元203，还用于在确定所述宿主物理服务器不存在该业务所对应的空闲物理资源之后，获取该业务所对应的空闲物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

所述处理单元203，还用于在检查所述宿主服务器所属的资源池中不存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源之后，并且该业务为高优先级业务，则启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式。

所述处理单元203，还用于在启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式时，具体用于：

查询所有运行的与该业务使用同一类物理资源的低优先级业务的虚拟机；

确定查询出的虚拟机中是否存在占用的物理资源比例超过预设的资源分配比例的虚拟机，如果存在，则将超过所述资源分配比例的虚拟机按运行时间进行排序，并向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求；

在确认该最早运行的虚拟机成功关闭业务后，将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放，并判断所释放的物理资源是否在所述宿主物理服务器上，如果是，则将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机；如果否，获取所释放的物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

所述处理单元203，还用于在确认该最早运行的虚拟机关闭业务失败后，强制该最早运行的虚拟机关闭业务，并返回执行将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放；或者

将排序中的下一个虚拟机作为最早运行的虚拟机，返回执行向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种物理资源调度方法，应用于管理服务器，其特征在于，该方法包括：

向所创建的且用户申请运行的虚拟机发送运行请求；

从预先设置的多个包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源的资源池中，确定该虚拟机所在的宿主服务器所属的资源池；

检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源之后，该方法还包括：

如果所述宿主物理服务器不存在该业务所对应的空闲物理资源，则获取该业务所对应的空闲物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源之后，该方法还包括：

如果所述宿主服务器所属的资源池中不存在该业务所对应的空闲物理资源，并且该业务为高优先级业务，则启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式的方法包括：

查询所有运行的与该业务使用同一类物理资源的低优先级业务的虚拟机；

确定查询出的虚拟机中是否存在占用的物理资源比例超过预设的资源分配比例的虚拟机，如果存在，则将超过所述资源分配比例的虚拟机按运行时间进行排序，并向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求；

在确认该最早运行的虚拟机成功关闭业务后，将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放，并判断所释放的物理资源是否在所述宿主物理服务器上，如果是，则将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机；如果否，获取所释放的物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求之后，该方法还包括：

在确认该最早运行的虚拟机关闭业务失败后，强制该最早运行的虚拟机关闭业务，并返回执行将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放；或者

将排序中的下一个虚拟机作为最早运行的虚拟机，返回执行向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求的步骤。

6.一种物理资源调度装置，应用于管理服务器，其特征在于，该装置包括：

请求单元，向所创建的且用户申请运行的虚拟机发送运行请求；

确定单元，从预先设置的多个包括有指定数量个物理服务器及其对应的物理资源的资源池中，确定该虚拟机所在的宿主服务器所属的资源池；

处理单元，检查所述宿主服务器所属的资源池中是否存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则确定所述宿主物理服务器是否存在该业务所对应的空闲物理资源，如果存在，则将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，还用于在确定所述宿主物理服务器不存在该业务所对应的空闲物理资源之后，获取该业务所对应的空闲物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将该业务所对应的空闲物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，还用于在检查所述宿主服务器所属的资源池中不存在该虚拟机将要运行的业务所对应的空闲物理资源之后，并且该业务为高优先级业务，则启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，还用于在启动抢占其他虚拟机所使用的所述宿主服务器所属的资源池中的物理资源模式时，具体用于：

查询所有运行的与该业务使用同一类物理资源的低优先级业务的虚拟机；

确定查询出的虚拟机中是否存在占用的物理资源比例超过预设的资源分配比例的虚拟机，如果存在，则将超过所述资源分配比例的虚拟机按运行时间进行排序，并向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求；

在确认该最早运行的虚拟机成功关闭业务后，将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放，并判断所释放的物理资源是否在所述宿主物理服务器上，如果是，则将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机；如果否，获取所释放的物理资源所在的物理服务器，并将该虚拟机迁移到该物理服务器上，将所释放的物理资源配置到该虚拟机上，运行该虚拟机。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，还用于在确认该最早运行的虚拟机关闭业务失败后，强制该最早运行的虚拟机关闭业务，并返回执行将该最早运行的虚拟机占用的与低优先级业务对应的物理资源释放；或者

将排序中的下一个虚拟机作为最早运行的虚拟机，返回执行向最早运行的虚拟机发送关闭业务的请求的步骤。