CN105897805A - 对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法和装置 - Google Patents

对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法和装置。该方法包括：对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制；对所述数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储；以及基于所述统一控制和所述统一存储来调度所述数据中心的资源。本发明的实施例提供了一种相比于现有技术的方法的更高层级的调度，并且运用从现有技术的方法所提供的一些功能，以在需求改变时提供一种统一的方式来调度分层的云数据中心以便立即提供合适的能力。

Description

对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法和装置
技术领域
本公开内容的实施例一般性地涉及用于数据中心的方法和装置，并且更特别地涉及一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法和装置。
背景技术
典型的第三平台数据中心通常使用云技术，并且具有多层架构。简单地说，通常将第三平台数据中心划分为四层：应用程序层(Appslayer)、平台即服务层(Platform as a Service layer)、基础设施即服务层(Infrastructure as a Service layer)、以及裸机层(Bare-metal layer)。
现实的云数据中心的拓扑将比上面描述的复杂得多。但是最困难的事情是每个层都基于上层或下层，并且受到上层或下层的影响，甚至可能是跨层的。通常的第三平台应用有如下的要求：实时地、有弹性地响应于请求的变化，包括在请求快速增加时的扩张以及在请求风暴结束之后的立即收缩；根据商业演变而改变能力要求，例如，小规模的销售系统需要数据库上的I/O，但是当请求数量增加时，需要添加更多的负载平衡层、缓存层、以及更多的计算来提升对潜在客户的正确产品，该应用转向CPU密集类型。
现有的资源调度方法没有将数据中心视为分层的并且没有全局地考虑资源分配。在这个方面中的大多数现有的方法称为“调度引擎”，但是仅关注于数据中心的子部分。此外，大多数现有技术的调度工具仅关注于低层级的特征展现。
因此，当需求改变时，如何以一种统一的方式来调度分层的云数据中心以便立即提供合适的能力是一个需要解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的实施例的目的在于提供一种相比于现有技术的方法的更高层级的调度，并且运用从现有技术的方法所提供的一些功能，以在需求改变时提供一种统一的方式来调度分层的云数据中心以便立即提供合适的能力。
本发明的第一方面提供了一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法，包括：对数据中心的各层的所有资源进行统一控制；对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储；以及基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源。
根据本发明的一个实施例，对数据中心的各层的所有资源进行统一控制包括：形成用于数据中心的所有层的单个控制平面。
根据本发明的一个实施例，对数据中心的各层的所有资源进行统一控制包括：对各层的所有资源的分配和回收进行统一控制。
根据本发明的一个实施例，对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储，从而确定数据中心的各层的完全状态。
根据本发明的一个实施例，将完全状态展现为查询服务并且由外部系统可访问。
根据本发明的一个实施例，基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源包括：响应于一个或多个层的资源请求，基于对数据中心的总体考虑对数据中心的资源进行统一分配。
根据本发明的一个实施例，基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源包括：发现资源的不足或空闲，基于对数据中心的总体考虑对数据中心的资源进行统一的分配或回收。
根据本发明的一个实施例，通过经由消息总线的远程过程调用(RPC)来实现对数据中心的各层的所有资源进行统一控制以及对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储。
根据本发明的一个实施例，多层架构至少包括：裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层、或者应用程序层。
根据本发明的一个实施例，各层的所有资源至少包括：裸机层中的硬件资源；基础设施即服务层中的虚拟机资源；平台即服务层中的用于开发、运行、和管理应用程序的资源；或者应用程序层中的应用程序资源。
根据本发明的一个实施例，数据中心的各层的所有机器生成的数据至少包括：作为整个数据中心的静态数据或元数据的控制平面数据、以及作为从运行中的系统收集的数据平面数据。
根据本发明的一个实施例，数据中心的多层中的每一层都通过接口对外展现其能力。
根据本发明的一个实施例，对数据中心的各层的所有资源进行统一控制进一步包括：评估数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组。
根据本发明的一个实施例，评估数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组进一步包括：在部署阶段手动地进行定义，或者根据数据平面数据的策略进行定义。
根据本发明的一个实施例，该方法基于面向任务的过程。
根据本发明的一个实施例，面向任务的过程至少包括：从裸机层到操作系统的安装过程、从操作系统到基础设施即服务层的安装过程、安装并配置存储设备的过程、或者从基础设施即服务层到平台即服务层的安装过程。
根据本发明的一个实施例，面向任务的过程能够进行组合或者进行跨层整合。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：对数据中心架构的多样性信息进行存储，并且对数据中心架构的多样性进行管理。
根据本发明的一个实施例，为多样化的数据中心架构提供统一的用户接口。
根据本发明的一个实施例，该方法基于多个层次的解决方案设计。
根据本发明的一个实施例，多个层次至少包括：核心逻辑层次，被设计为高度地抽象细节操作，协调不同的第三方调度工具，并且提供从裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层到应用程序层的统一接口；第三方调度工具层次，被设计为运用各种第三方调度工具，将第三方调度工具分类，并且对每个分类应用插件设计；以及不同过程的层次，被设计为对面向任务的过程进行选择和组合作为插件。
本发明的第二方面提供了一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的装置，包括：控制单元，被配置为对数据中心的各层的所有资源进行统一控制；存储单元，被配置为对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储；以及调度单元，被配置为基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源。
本发明的第三方面提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码，该程序代码在处理器上被执行时，促使该处理器执行根据本发明的第一方面所提供的方法。
总之，与现有技术的方法的机制不同的是，本发明的实施例将数据中心视为分层的并且全局地考虑资源分配。本发明的实施例相比现有技术的方法的优点包括：全局调度、设计用于调度全部的数据中心层、兼容不同的解决方案、声明的资源请求等等。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得容易理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施例，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的应用环境的示图；
图2示意性地示出了根据本发明的实施例的一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法；
图3示意性地示出了根据本发明的实施例的统一控制的一种具体实施方式；
图4示意性地示出了根据本发明的实施例的统一数据的一种具体实施方式；
图5示意性地示出了根据本发明的实施例的应用在多层架构的数据中心的服务质量QoS注册以及“作为服务”模型；
图6示意性地示出了根据本发明的实施例的多层数据中心的设计框图；
图7示意性地示出了根据本发明的实施例的对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的装置的框图；以及
图8示意性地示出了用来实现本发明的实施例的示例性计算机系统/服务器的框图。
具体实施方式
下面将参考附图中所示出的若干示例性实施例来描述本发明的原理和精神。应当理解，描述这些实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。
典型的第三平台数据中心通常使用云技术，并且具有多层架构。简单地说，通常将第三平台数据中心划分为四层：应用程序层(Appslayer)、平台即服务层(Platform as a Service layer)、基础设施即服务层(Infrastructure as a Service layer)、以及裸机层(Bare-metal layer)。下面简要地介绍这四个层。
应用程序层代表由客户所部属的用于不同任务的应用程序。例如，HRIS、eMail、ERP、CRM、BI或者实时分析应用，以及一些用于第三平台的移动应用后台。每个应用程序根据瞬时工作负载可以具有多个实例，并且可以具有智能扩张(scale-out)/收缩(scale-in)的能力。不同的应用需要各种能力来进行服务。例如，一些应用是CPU密集类型的，一些应用需要繁重的I/O操作，并且一些应用需要由网络隔离来实现的高安全性。
平台即服务层是一种基于云的计算环境，其被设计用于应用程序的快速部署、运行和管理。它提供了编程语言的运行环境、依赖库(dependent library)、数据服务、以及用于促进客户的应用开发和部署的工具。Pivotal公司的Cloud Foundry是最受欢迎的“平台即服务(PaaS)”系统之一。
基础设施即服务层是一种供应模型，其中一个组织外包用来支持操作的装配，包括服务器、网络组件和存储设备。在云数据中心的最多的情况中，基础设施即服务(IaaS)通常基于一些虚拟化技术并且向PaaS提供能力。一种IaaS和PaaS的常见整合方式是在由IaaS所提供的资源上安装PaaS，即PaaS的组件安装在由IaaS所创建的虚拟机上，用来保持数据服务或者应用程序黄金映像的存储设备是来自IaaS的块或文件存储设备，PaaS的组件或者甚至是与由IaaS创建的虚拟网络的相互应用通信确保隔离。在这个模型中，PaaS受益于IaaS的优点，诸如有弹性、高可用性、迁移方便性等。服务质量(QoS)是IaaS的关键特征之一，用来抽象下层的多样性能力、以及VM的布局和云联合的许多且异构策略的症结。
裸机层通常是指硬件基础设施。因为本公开内容关注于云环境，所以省略了硬件基础设施的很多细节并且将它们概括为裸机层，以便于使数据中心结构容易理解。事实上，其包括：由服务器集群提供的CPU、存储器；层1-层7网络协议和网络组件；能够从模型1到模型4进行说明的存储区域网络(SAN)存储设备、服务器嵌入式存储设备等，以及各种文件系统。所有的这些硬件提供不同的服务级别协议(SLA)能力。合格的IaaS将抽象出这些差别为QoS。
现实的云数据中心的拓扑将比上面描述的复杂得多。但是最困难的事情是每个层都基于上层或下层，并且受到上层或下层的影响，甚至可能是跨层的。通常的第三平台应用有如下的要求：实时地、有弹性地响应于请求的变化，包括在请求快速增加时的扩张以及在请求风暴结束之后的立即收缩；根据商业演变而改变能力要求，例如，小规模的销售系统需要数据库上的I/O，但是当请求数量增加时，需要添加更多的负载平衡层、缓存层、以及更多的计算来提升对潜在客户的正确产品，该应用转向CPU密集类型。
图1示意性地示出了根据本发明的实施例的应用环境的示图。如图1中所示出的，多层架构的数据中心从下到上是裸机层、基础设施即服务(IaaS)层、平台即服务(PaaS)层、以及应用程序(Apps)层。如上面所描述的，资源的改变是链式的而不是只发生在一个层内。一般而言，如图1中的弧形箭头所示出的，资源分配通常从上层向下层请求；相反地，资源回收过程通常从低层到上层发生。
考虑一种通常的情况，在多样的基础设施数据中心中，管理员安装OpenStack作为IaaS，而Cloud Foundry作为OpenStack上的PaaS，然后企业应用程序运行在PaaS中。假设某一天，应用程序之一的请求快速地增加，对应用程序的计量要求扩展以满足所期望的请求。然后Cloud Foundry自动地将该应用程序扩张，添加更多的实例。但是一段时间之后，管理在其中运行的应用程序实例的生命周期的Droplet执行代理(DEA)到达瓶颈。然后它要求IaaS层，即OpenStack，创建更多的虚拟机并且向它们部署更多的DEA组件。这些虚拟机运行在计算机节点中，最终这些计算机节点也将到达极限并且请求扩张，然后要求裸机层供应更多的服务器并且将它们配置作为OpenStack计算机节点。
回收过程将是相反的，统一的监测服务能够发现多余的资源，并且发起回收过程。将从裸机层发现空闲状态并且能够合并所分配的资源。然后要求OpenStack迁移工作负载并且消除一些计算机节点。OpenStack通知Cloud Foundry迁移这些受影响的计算机节点中的DEA，而Cloud Foundry要求应用程序执行该迁移或者取消空闲的实例。
所有的这些需要一种对跨层资源的全局和统一的调度，这种调度具有以下的特征。首先，它包含数据中心的所有层的完全状态。具体地说，它包括物理机和虚拟机两者的数据，并且将状态展现为查询服务并且由外部系统可访问。其次，它充当用于数据中心的所有层的单个控制平面。具体地说，是用于资源回收和分配的中央控制，并且每个层能够请求资源，但是由中央控制器(即调度器)根据基于数据中心的所有层的完全状态进行总体考虑来作出决定。
本发明的实施例提出了一种用于以声明的方式来处置跨层资源的解决方案。这种解决方案的基础是统一控制和统一数据。
图2示意性地示出了根据本发明的实施例的一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法200。根据本发明的一个实施例，实施方法200的多层架构的数据中心至少包括：裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层、或者应用程序层。下面参考图2来描述方法200的具体步骤。
方法200开始之后前进至步骤201。在步骤201中，对数据中心的各层的所有资源进行统一控制。根据本发明的一个实施例，对数据中心的各层的所有资源进行统一控制可以包括：形成用于数据中心的所有层的单个控制平面。因此，通过这种方式，可以在单个控制平面中对数据中心的各层的所有资源进行统一控制。根据本发明的一个实施例，对数据中心的各层的所有资源进行统一控制可以包括：对各层的所有资源的分配和回收进行统一控制，从而实现对数据中心的各层的所有资源进行统一控制。
接着，方法200前进至步骤202。在步骤202中，对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据(machine-generated data)进行统一存储。根据本发明的一个实施例，可以对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储，从而可以确定数据中心的各层的完全状态。因此，通过这种方式，可以实现根据数据中心的各层的完全状态来统一地对数据中心各层的资源进行调度。根据本发明的一个实施例，可以将完全状态展现为查询服务并且由外部系统可访问。因此，通过这种方式，可以方便地查询或者访问数据中心各层的完全状态，有利于根据数据中心的各层的完全状态来统一地对数据中心各层的资源进行调度。根据本发明的一个实施例，数据中心的各层的所有机器生成的数据至少包括：作为整个数据中心的静态数据或元数据的控制平面数据、以及作为从运行中的系统收集的数据平面数据。
接着，方法200前进至步骤203。在步骤203中，基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源。根据本发明的一个实施例，基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源可以包括：响应于一个或多个层的资源请求，基于对数据中心的总体考虑对数据中心的资源进行统一的分配或回收。根据本发明的一个实施例，基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源可以包括：发现资源的不足或空闲，基于对数据中心的总体考虑对数据中心的资源进行统一的分配或回收。本领域的技术人员可以理解，对资源的分配和回收仅是调度资源的具体示例，对资源的调度还可以包括对资源的其他操作，诸如添加资源，删除资源等等，本发明对于调度资源的具体操作没有限制。根据本发明的一个实施例，各层的所有资源至少包括：裸机层中的硬件资源；基础设施即服务层中的虚拟机资源；平台即服务层中的用于开发、运行、和管理应用程序的资源；或者应用程序层中的应用程序资源。
在方法200的一种具体的实施方式中，根据本发明的一个实施例，网络通过经由消息总线的远程过程调用(RPC)来实现对数据中心的各层的所有资源进行统一控制以及对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储。
图3和图4分别示意性地示出了根据本发明的实施例的统一控制和统一数据的一种具体实施方式。为了简单和清楚的缘故，在图3和图4中，仅示意性地示出了PaaS和IaaS两个层作为数据中心的多层架构的示例。本领域的技术人员可以理解，本发明并不限于此，相反地本发明可以应用至任意层的数据中心。
图3是根据本发明的实施例的一种具体地对物理资源和虚拟资源进行统一控制的示图。在图3中，调度器通过调度器代理来对数据中心的PaaS层和IaaS层的物理资源和虚拟资源进行统一的调度。调度器代理可以与消息总线进行通信，消息总线可以与PaaS层和IaaS层的每个物理资源和每个虚拟资源进行通信。以这种方式，调度器可以向PaaS层和IaaS层发送调度指令从而实现资源的调度。
需要注意的是，在本实施例中，如图3所示出的，中央控制构建在消息总线上来进行跨虚拟机和物理机的远程过程调用(RPC)。但是经由消息总线的RPC仅是进行中央管理的一种示例方式。Web-Service端点、共享存储器调用、以及其他远程通信协议也能够被用来进行中央管理。在本发明的实施例中需要强调的是链接所有资源的这种方式，而不论它们是物理资源还是虚拟资源，或者它们是服务器还是网络还是相同池中的存储设备，然后由统一的调度器进行控制。
图4是根据本发明的实施例的一种具体地对物理资源和虚拟资源的统一数据进行存储的示图。在图4中，如同对统一控制部分的描述，经由消息总线的RPC仅是在本实施例中使用的一个示例。此处要强调的是，来自所有资源的机器生成的数据要存储在中央存储设备中。这里的机器生成的数据包括控制平面数据和数据平面数据。
控制平面数据是指整个数据中心的静态数据或者元数据。控制平面数据来自部署阶段。因为每个PaaS和IaaS集群都由中央调度器来部署和管理，所以能够记录所有的设定和改变。在图4中以启动生成器模块、节点指配器模块、过程控制器模块、以及应用控制器模块示意性地示出了部署和管理方式的一个实施例。控制平面数据能够包括但不限于以下类型：PaaS配置、管理电子邮件、NTP服务器等；PaaS部署信息，诸如每个组件的静态IP和浮动IP；IaaS配置；IaaS部署信息；应用程序分配跟踪。
数据平面数据是指动态数据，其从运行中的系统收集。应用程序、PaaS、以及IaaS将生成许多系统日志。这些日志将用管道向上传递并且清除、变换、并且加载到中央存储设备。数据平面数据是用于评估服务质量QoS的重要因素。
图5示意性地示出了根据本发明的实施例的应用在多层架构的数据中心的服务质量QoS注册以及“作为服务”模型。如图5所示出的，根据本发明的实施例的数据中心的多层中的每一层都通过接口对外展现其能力。在本发明的实施例中，数据中心堆栈包括一组“作为服务”模型，这意味着每个层通过API向外展现其能力。具体地说，应用程序层(Apps)通过用于多个销售商和开发商(.NET、Java、Perl、Python、Ruby等)以及多个服务的运行时支持来与平台即服务(PaaS)层对接，PaaS层通过用来与VM、虚拟网络、块存储设备和文件存储设备整合的API与基础设施即服务(IaaS)层对接，IaaS层通过对IPMI、PEX、LLDP、SDN、HDL、SNMP等的API来与裸机层对接。
此外，根据本发明的一个实施例，可以对数据中心的各层的所有资源进行评估并且将它们分组为不同的SLA组。在这个方面，根据本发明的一个实施例，存在两种进行评估的方式：在部署阶段的手动定义；根据数据平面数据的策略定义。每个层的资源将被分组为不同的类型和QoS，并且通过不同的成熟工具以模块化设计向外展现为服务。
图6示意性地示出了根据本发明的实施例的多层数据中心的设计框图。如图6所示出的，本发明的数据中心的设计基于面向任务的策略(也称为模板、部署模板)。如前文所描述的，大多数现有技术的调度工具关注于低层级特征展现，称为“基础调度引擎”或者“低层级调度引擎”。在本发明的实施例中，除了从各种现有技术的工具打包形成的基础特征之外，还设计了面向过程的任务。此外，面向过程的任务能够被组装。这些过程包括但不限于：从裸机到操作系统：安装CentOS(6，6.5，7)；安装Ubuntu(10.04，12.04，1404)；安装CoreOS集群；安装EXSi服务器。从操作系统到IaaS：安装vCloud；安装vCenter；安装OpenStack(Havana，IceHouse)。安装和配置存储设备：VNX；ScaleIO集群。从IaaS到PaaS：安装CloudFoundry集群；安装Hadoop集群。
上面的过程被分组为阶段，并且能够形成它们中的每个。例如，“从裸机到操作系统”中的过程能够通过附加“从操作系统到IaaS”中的过程而将部署继续，或者甚至进行跨层整合。
这种可组合性机制导致了最后数据中心环境的多样性。然而，这些多样性被记录在中央数据存储设备中，并且由中央控制器进行管理。本发明的实施例为多样性的数据中心架构提供统一的用户接口并且抽象出差异，这在本发明中被称为“模块化设计”。
根据本发明的一个实施例，将数据中心的解决方案模块化并且将它划分为三个层次。
核心逻辑层次，包括核心逻辑，公共设施和用户接口。该层次高度地抽象细节操作，协调第三方调度工具的不同片段，并且提供从裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层到应用程序层的统一接口。核心逻辑层次提供了用于各种数据中心架构的统一调度接口。具体地包括供应、配置、部署、以及管理，并且涉及到策略管理器、Razor客户端、MCO代理、过程控制器、简档生成器、以及云操作器等模块，对外展现为各种插件。
第三方调度工具层次。如上面所呈现的，大多数现有技术的调度工具是低层级调度并且能胜任指定的使用情况。本发明的实施例被设计为从裸机层到应用程序层进行管理并且与不同的解决方案相兼容，这必须运用多于一种第三方调度工具。本发明的实施例将第三方调度工具分类，并且对每个分类应用插件设计。这种插件设计向外展现统一接口。根据数据中心的细节，该层次可以运用成熟的以及最适合的调度工具，诸如在图6中所示出的Cobbler、Razor、Mirantis Fuel、Pivotal Ops Manager、Heat+Puppet、Serengeti RESTAPI、Nise BOSH等现有的调度工具。
不同过程的层次。如上面所呈现的，该过程是面向任务的并且是可组合的。不同的过程可以被选择和组合作为插件。诸如在图6中所示出的，VMware vSphere、ubuntu、CENTOS、vcloud、OpenStack、Cloud Foundry、hadoop等等。
图7示意性地示出了根据本发明的实施例的对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的装置700的框图。如图7中所示出的，装置700包括控制单元701、存储单元702、以及调度单元703。
根据本发明的一个实施例，控制单元701可以被配置为对数据中心的各层的所有资源进行统一控制；存储单元702可以被配置为对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储；以及调度单元703可以被配置为基于统一控制和统一存储来调度数据中心的资源。
根据本发明的一个实施例，控制单元701进一步被配置为：形成用于数据中心的所有层的单个控制平面。根据本发明的一个实施例，控制单元701进一步被配置为：对各层的所有资源的分配和回收进行统一控制。根据本发明的一个实施例，存储单元702对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储，从而控制单元701确定数据中心的各层的完全状态。
根据本发明的一个实施例，将完全状态展现为查询服务并且由外部系统可访问。根据本发明的一个实施例，调度单元703进一步被配置为：响应于一个或多个层的资源请求，基于对数据中心的总体考虑对数据中心的资源进行统一分配。根据本发明的一个实施例，调度单元703进一步被配置为：发现资源的不足或空闲，基于对数据中心的总体考虑对数据中心的资源进行统一的分配或回收。根据本发明的一个实施例，控制单元701和存储单元702通过经由消息总线的远程过程调用(RPC)来实现对数据中心的各层的所有资源进行统一控制以及对数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储。
根据本发明的一个实施例，多层架构至少包括：裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层、或者应用程序层。根据本发明的一个实施例，各层的所有资源至少包括：裸机层中的硬件资源；基础设施即服务层中的虚拟机资源；平台即服务层中的用于开发、运行、和管理应用程序的资源；或者应用程序层中的应用程序资源。根据本发明的一个实施例，数据中心的各层的所有机器生成的数据至少包括：作为整个数据中心的静态数据或元数据的控制平面数据、以及作为从运行中的系统收集的数据平面数据。
根据本发明的一个实施例，数据中心的多层中的每一层都通过接口对外展现其能力。根据本发明的一个实施例，控制单元701进一步被配置为：评估数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组。根据本发明的一个实施例，控制单元701评估数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组进一步包括：在部署阶段手动地进行定义，或者根据数据平面数据的策略进行定义。
根据本发明的一个实施例，装置700基于面向任务的过程。根据本发明的一个实施例，面向任务的过程至少包括：从裸机层到操作系统的安装过程、从操作系统到基础设施即服务层的安装过程、安装并配置存储设备的过程、或者从基础设施即服务层到平台即服务层的安装过程。根据本发明的一个实施例，面向任务的过程能够进行组合或者进行跨层整合。
根据本发明的一个实施例，存储单元702进一步被配置为对数据中心架构的多样性信息进行存储，并且控制单元701进一步被配置为对数据中心架构的多样性进行管理。根据本发明的一个实施例，为多样化的数据中心架构提供统一的用户接口。
根据本发明的一个实施例，装置700基于多个层次的解决方案设计。根据本发明的一个实施例，多个层次至少包括：核心逻辑层次，被设计为高度地抽象细节操作，协调不同的第三方调度工具，并且提供从裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层到应用程序层的统一接口；第三方调度工具层次，被设计为运用各种第三方调度工具，将第三方调度工具分类，并且对每个分类应用插件设计；以及不同过程的层次，被设计为对面向任务的过程进行选择和组合作为插件。
图8示意性地示出了用来实现本发明的实施例的示例性计算机系统/服务器812的框图。图8中所示出的计算机系统/服务器812仅是一种示例，不对本发明实施方式的功能和使用范围进行任何限制。
如图8中所示出的，计算机系统/服务器812以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器812的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元816，系统存储器828，连接不同系统组件(包括系统存储器828和处理单元816)的总线818。
总线818表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机系统/服务器812典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器812访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器828可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如存储器830和/或缓存器832。计算机系统/服务器812可以进一步包括其他可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。尽管图8中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其他光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线818相连。存储器828可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施方式的功能。
具有一组(至少一个)程序模块842的程序/实用工具840，可以存储在例如存储器828中，这样的程序模块842包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其他程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块842通常执行本发明所描述的实施方式中的功能和/或方法。
根据需要，计算机系统/服务器812也可以与一个或多个外部设备(例如显示设备824、存储设备814等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器812交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器812能与一个或多个其他计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口822进行。并且，计算机系统/服务器812还可以通过网络适配器820与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器820通过总线818与计算机系统/服务器812的其他模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机系统/服务器812使用其他硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
在对本发明的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。
应当注意，本发明的实施例可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤组合为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。还应当注意，根据本发明的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。
虽然已经参考若干具体实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。

Claims (43)

1.一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的方法，包括：
对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制；
对所述数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储；以及
基于所述统一控制和所述统一存储来调度所述数据中心的资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制包括：
形成用于所述数据中心的所有层的单个控制平面。
3.根据权利要求1所述的方法，其中对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制包括：
对各层的所有资源的分配和回收进行统一控制。
4.根据权利要求1所述的方法，其中对所述数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储，从而确定数据中心的各层的完全状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其中将所述完全状态展现为查询服务并且由外部系统可访问。
6.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述统一控制和所述统一存储来调度所述数据中心的资源包括：
响应于一个或多个层的资源请求，基于对所述数据中心的总体考虑对所述数据中心的资源进行统一的分配和回收。
7.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述统一控制和所述统一存储来调度所述数据中心的资源包括：
发现资源的不足或空闲，基于对所述数据中心的总体考虑对所述数据中心的资源进行统一的分配和回收。
8.根据权利要求1所述的方法，其中通过经由消息总线的远程过程调用(RPC)来实现对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制以及对所述数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述多层架构至少包括：
裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层、或者应用程序层。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述各层的所有资源至少包括：
裸机层中的硬件资源；基础设施即服务层中的虚拟机资源；平台即服务层中的用于开发、运行、和管理应用程序的资源；或者应用程序层中的应用程序资源。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据中心的各层的所有机器生成的数据至少包括：
作为整个数据中心的静态数据或元数据的控制平面数据、以及作为从运行中的系统收集的数据平面数据。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据中心的多层中的每一层都通过接口对外展现其能力。
13.根据权利要求1所述的方法，其中对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制进一步包括：
评估所述数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组。
14.根据权利要求13所述的方法，其中评估所述数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组进一步包括：
在部署阶段手动地进行定义，或者根据数据平面数据的策略进行定义。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法基于面向任务的过程。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述面向任务的过程至少包括：
从裸机层到操作系统的安装过程、从操作系统到基础设施即服务层的安装过程、安装并配置存储设备的过程、或者从基础设施即服务层到平台即服务层的安装过程。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述面向任务的过程能够进行组合或者进行跨层整合。
18.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
对数据中心架构的多样性信息进行存储，并且对数据中心架构的多样性进行管理。
19.根据权利要求18所述的方法，其中为多样化的数据中心架构提供统一的用户接口。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法基于多个层次的解决方案设计。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个层次至少包括：
核心逻辑层次，被设计为高度地抽象细节操作，协调不同的第三方调度工具，并且提供从裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层到应用程序层的统一接口；
第三方调度工具层次，被设计为运用各种第三方调度工具，将第三方调度工具分类，并且对每个分类应用插件设计；以及
不同过程的层次，被设计为对面向任务的过程进行选择和组合作为插件。
22.一种对多层架构的数据中心的资源进行跨层调度的装置，包括：
控制单元，被配置为对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制；
存储单元，被配置为对所述数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储；以及
调度单元，被配置为基于所述统一控制和所述统一存储来调度所述数据中心的资源。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制单元进一步被配置为：
形成用于所述数据中心的所有层的单个控制平面。
24.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制单元进一步被配置为：
对各层的所有资源的分配和回收进行统一控制。
25.根据权利要求22所述的装置，其中所述存储单元对所述数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储，从而所述控制单元确定数据中心的各层的完全状态。
26.根据权利要求25所述的装置，其中将所述完全状态展现为查询服务并且由外部系统可访问。
27.根据权利要求22所述的装置，其中所述调度单元进一步被配置为：
响应于一个或多个层的资源请求，基于对所述数据中心的总体考虑对所述数据中心的资源进行统一的分配或回收。
28.根据权利要求22所述的装置，其中所述调度单元进一步被配置为：
发现资源的不足或空闲，基于对所述数据中心的总体考虑对所述数据中心的资源进行统一的分配或回收。
29.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制单元和所述存储单元通过经由消息总线的远程过程调用(RPC)来实现对所述数据中心的各层的所有资源进行统一控制以及对所述数据中心的各层的所有拓扑结构和机器生成的数据进行统一存储。
30.根据权利要求22所述的装置，其中所述多层架构至少包括：
裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层、或者应用程序层。
31.根据权利要求31所述的装置，其中所述各层的所有资源至少包括：
裸机层中的硬件资源；基础设施即服务层中的虚拟机资源；平台即服务层中的用于开发、运行、和管理应用程序的资源；或者应用程序层中的应用程序资源。
32.根据权利要求22所述的装置，其中所述数据中心的各层的所有机器生成的数据至少包括：
作为整个数据中心的静态数据或元数据的控制平面数据、以及作为从运行中的系统收集的数据平面数据。
33.根据权利要求22所述的装置，其中所述数据中心的多层中的每一层都通过接口对外展现其能力。
34.根据权利要求22所述的装置，其中所述控制单元进一步被配置为：
评估所述数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组。
35.根据权利要求34所述的装置，其中所述控制单元评估所述数据中心的各层的所有资源并且将它们分为不同的服务级别协议(SLA)组进一步包括：
在部署阶段手动地进行定义，或者根据数据平面数据的策略进行定义。
36.根据权利要求22所述的装置，其中所述装置基于面向任务的过程。
37.根据权利要求36所述的装置，其中所述面向任务的过程至少包括：
从裸机层到操作系统的安装过程、从操作系统到基础设施即服务层的安装过程、安装并配置存储设备的过程、或者从基础设施即服务层到平台即服务层的安装过程。
38.根据权利要求37所述的装置，其中所述面向任务的过程能够进行组合或者进行跨层整合。
39.根据权利要求22所述的装置，其中所述存储单元进一步被配置为对数据中心架构的多样性信息进行存储，并且所述控制单元进一步被配置为对数据中心架构的多样性进行管理。
40.根据权利要求39所述的装置，其中为多样化的数据中心架构提供统一的用户接口。
41.根据权利要求22所述的装置，其中所述装置基于多个层次的解决方案设计。
42.根据权利要求41所述的装置，其中所述多个层次至少包括：
核心逻辑层次，被设计为高度地抽象细节操作，协调不同的第三方调度工具，并且提供从裸机层、基础设施即服务层、平台即服务层到应用程序层的统一接口；
第三方调度工具层次，被设计为运用各种第三方调度工具，将第三方调度工具分类，并且对每个分类应用插件设计；以及
不同过程的层次，被设计为对面向任务的过程进行选择和组合作为插件。
43.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序代码，所述程序代码在处理器上被执行时，促使所述处理器执行根据权利要求1至21中任一项所述的方法。
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