CN106445076A - 一种虚拟机主机的智能控制方法及智能控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种虚拟机主机的智能控制方法及控制系统，该方法为：当主机处于待机或关机状态时，任一虚拟机开启命令将使虚拟机主机控制器输出信号唤醒或开启主机；当主机处于正常运行时，主机实时检测运行在主机上的各个虚拟机的状态，并将主机及虚拟机的状态信息发送给虚拟机主机控制器，当主机上没有任何虚拟机在运行时，控制主机进入极低耗电状态。该控制系统用来实施上述方法。本发明具有原理简单、适用范围广、能够节约能耗等优点。

Description

一种虚拟机主机的智能控制方法及智能控制系统
技术领域
本发明主要涉及到虚拟机的控制领域，特指一种虚拟机主机的智能控制方法及智能控制系统。
背景技术
虚拟机（Virtual Machine）技术最早由 IBM 于上世纪六七十年代提出，被定义为硬件设备的软件模拟实现，通常的使用模式是分时共享昂贵的大型机。虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）是虚拟机技术的核心，它是一层位于操作系统和计算机硬件之间的代码，用来将硬件平台分割成多个虚拟机。VMM 运行在特权模式，主要作用是隔离并且管理上层运行的多个虚拟机，仲裁它们对底层硬件的访问，并为每个客户操作系统虚拟一套独立于实际硬件的虚拟硬件环境（包括处理器，内存，I/O 设备）。VMM 采用某种调度算法在各个虚拟机之间共享 CPU，如采用时间片轮转调度算法。
Hypervisor，又称虚拟机监控器（英语：virtual machine monitor，缩写为 VMM），在电脑上的软件，固件或是硬件，能用来建立与执行虚拟机器。 拥有Hypervisor，能被用来执行一个或多个虚拟机器，这样的电脑被定义为是一台主体机器（host machine）。在上面执行的虚拟机器，则称为客体机器（guest machine）。hypervisor可以用一个客体操作系统（guest operating systems）的外貌出现，提供虚拟的作业平台，负责管理其他客体操作系统的运作。在它之上运作的多个操作系统，共同分享了虚拟化之后的硬件资源。
随着虚拟机技术的不断发展，在各个行业和领域中虚拟机主机（host machine）做为服务器均得以大量推广和使用。但是，由于很难预知用户何时需要使用哪一个虚拟机，主机必须保持始终可供使用，使虚拟机主机以持续运行的方式来提供服务已经是非常普遍的情况，这样造成功耗浪费严重，尤其在几十甚至几百、几千台规模使用虚拟机主机时，浪费功耗特别严重。为了改善这个问题，IBM发明了名为《最大化虚拟机平台的降低功率状态的电源管理》（授权公告号 CN 102326132 B）的专利，通过检测虚拟机客户端的活动状态来使主机在没有客户端处于活动状态时进入降低功耗状态。上述发明改善了浪费功耗的问题，但是所使用的方法对主机的设计、制造有一定要求，需要底板管理控制器（BMC）、BIOS、ASIC压缩核心等一系列软硬件的配合才能实现。
因此，对于现有的虚拟机主机服务器而言，目前并没有一种直接、高效、方便的根据虚拟机的运行状态进行自身的电源管理的方法，这就造成额外的能源消耗。
另外，目前在PC领域，虚拟机使用也非常普遍，人们普通的使用方式是，先手动开启虚拟机主机，然后使用虚拟机监控器的命令或图形界面的按钮来操作虚拟机。在虚拟机主机并非只运行虚拟机任务时，这是可以接受的。但是当虚拟机主机专门用于运行虚拟机时，则先开启主机再开启虚拟机的方式比较繁琐。
按照目前的控制方式，对虚拟机（Virtual Machine）的操作也较为麻烦。例如：
（1）当主机上运行的虚拟机全部关闭时，主机仍然继续运行，将造成电能的消耗；
（2）当主机关机时，虚拟机就无法直接开启；目前的操作程序中，必须采用人工或自动方式先开启主机，待主机运行就绪后，方可手动开启虚拟机。一般VMM（Virtual MachineMonitor，虚拟机监控器）也可以设置主机开启后立刻自动开启虚拟机，但这样做又使虚拟机失去独立性，使其灵活性大打折扣；
（3）主机未开启时开启虚拟机，需要等待主机运行就绪，这个时间通常达到数十秒，这使操作虚拟机的效率变低。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、适用范围广、能够节约能耗的虚拟机主机的智能控制方法及智能控制系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种虚拟机主机的智能控制方法，当主机处于待机或关机状态时，任一虚拟机开启命令使虚拟机主机控制器输出信号唤醒或开启主机；当主机处于正常运行时，主机实时检测运行在主机上的各个虚拟机的状态，并将主机及虚拟机的状态信息发送给虚拟机主机控制器，当主机上没有任何虚拟机在运行时，控制主机进入极低耗电状态。
作为本发明方法的进一步改进：所述极低耗电状态包括S3休眠状态。
本发明进一步提供一种虚拟机主机的智能控制系统，包括主机和虚拟机主机控制器，主机和虚拟机主机控制器连接；虚拟机主机控制器用于控制主机以及和主机进行通信、接收虚拟机控制命令；虚拟机主机控制器实时检测虚拟机控制命令，并根据主机的状态执行动作：当主机处于极低耗电状态，则由虚拟机主机控制器输出信号唤醒或开启主机；当主机上没有虚拟机运行时，主机会进入极低耗电状态。
作为本发明系统的进一步改进：所述极低耗电状态包括S3休眠状态或某种耗电极低的状态（小于5W）；所述S3休眠状态为ACPI（Advanced Configuration and PowerInterface）下STR（Suspend to RAM）中的休眠状态，这时的功耗不超过10W。
作为本发明系统的进一步改进：所述虚拟机主机控制器采用ARM芯片、单片机、现场可编程门阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD或集成电路ASIC。
作为本发明系统的进一步改进：所述虚拟机主机控制器和主机之间采用USB接口、串口接口、PCI接口、PCI Express接口或以太网接口相连。
作为本发明系统的进一步改进：所述虚拟机主机控制器为单片机，所述单片机通过串口与主机相连，所述单片机通过电线与主机主板的电源开关相连，所述单片机通过带插头的电线或通过串口、RS-485串行总线、以太网或延长器方式接收虚拟机控制命令。
作为本发明系统的进一步改进：所述虚拟机主机控制器与主机上主板的电源管理单元相连。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的虚拟机主机的智能控制方法及智能控制系统，为一种通过增加控制器所提供的智能控制方式，让使用者可以不用关心主机的状态，直接操作虚拟机，就像操作物理机一样方便，进一步简化了虚拟机的控制操作；同时系统智能控制主机在没有虚拟机开启时进入极低耗电状态（S3休眠），需要时自动在几秒钟内进入正常运行状态，节约了虚拟机主机启动的时间（通常需要几十秒），提高了使用效率，并很大程度上节约了电能。
附图说明
图1是本发明方法在具体应用实例中的流程示意图。
图2是本发明系统在具体应用实例中的拓扑结构示意图。
图例说明：
1、虚拟机主机控制器；2、主机。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种虚拟机主机的智能控制方法，运行于虚拟机主机控制器1上，虚拟机主机控制器1与主机2连接，主机2上安装并运行有多个虚拟机，虚拟机主机控制器1实时检测虚拟机控制命令，并根据主机2及虚拟机的状态信息执行不同的动作；本发明的控制方法包括：
当主机2处于待机或关机状态时，任一虚拟机开启命令将使虚拟机主机控制器1输出信号唤醒或开启主机2；当主机2处于正常运行时，主机2实时检测运行在主机2上的各个虚拟机的状态，并将主机2及虚拟机的状态信息发送给虚拟机主机控制器1，当主机2上没有任何虚拟机在运行时，控制主机2进入极低耗电状态；极低耗电状态在具体应用时，可以包括S3休眠状态。
如图2所示，本发明进一步提供一种虚拟机主机的智能控制系统，包括主机2和虚拟机主机控制器1，主机2和虚拟机主机控制器1连接，虚拟主机安装于主机2上，在具体实例中可以采用软件的形式；虚拟机主机控制器1用于控制主机2以及和主机2进行通信、接收虚拟机控制命令；虚拟机主机控制器1实时检测虚拟机控制命令，并根据主机2的状态执行动作：当主机2处于极低耗电状态（S3休眠），则由虚拟机主机控制器1输出信号唤醒或开启主机2；当主机2上没有虚拟机运行时，主机2会进入极低耗电状态（S3休眠）。所述极低耗电状态包括S3休眠状态或某种耗电极低的状态（小于5W）；所述S3休眠状态为ACPI（AdvancedConfiguration and Power Interface）下STR（Suspend to RAM）中的休眠状态，这时的功耗不超过10W。
在具体应用实例中，虚拟机主机控制器1可以根据实际需要采用ARM芯片、单片机、FPGA（现场可编程门阵列）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）和ASIC（集成电路）等芯片来实现。
在具体应用实例中，虚拟机主机控制器1和主机2之间可以根据实际需要采用USB接口、串口接口、PCI接口、PCI Express接口、以太网接口或其它通信接口相连。
在本实施例中，采用单片机实现虚拟机主机控制器1，单片机通过串口与主机2相连，单片机通过电线与主机2主板的电源开关相连，单片机通过带插头的电线或通过RS-485串行总线、以太网、延长器等方式接收虚拟机控制命令。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种虚拟机主机的智能控制方法，其特征在于，当主机处于待机或关机状态时，任一虚拟机开启命令使虚拟机主机控制器输出信号唤醒或开启主机；当主机处于正常运行时，主机实时检测运行在主机上的各个虚拟机的状态，并将主机及虚拟机的状态信息发送给虚拟机主机控制器，当主机上没有任何虚拟机在运行时，控制主机进入极低耗电状态。
2.根据权利要求1所述的虚拟机主机的智能控制方法，其特征在于，所述极低耗电状态包括S3休眠状态。
3.一种虚拟机主机的智能控制系统，其特征在于，包括主机和虚拟机主机控制器，主机和虚拟机主机控制器连接；虚拟机主机控制器用于控制主机以及和主机进行通信、接收虚拟机控制命令；虚拟机主机控制器实时检测虚拟机控制命令，并根据主机的状态执行动作：当主机处于极低耗电状态，则由虚拟机主机控制器输出信号唤醒或开启主机；当主机上没有虚拟机运行时，主机会进入极低耗电状态。
4.根据权利要求3所述的虚拟机主机的智能控制系统，其特征在于，所述极低耗电状态包括S3休眠状态。
5.根据权利要求3所述的虚拟机主机的智能控制系统，其特征在于，所述虚拟机主机控制器采用ARM芯片、单片机、现场可编程门阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD或集成电路ASIC。
6.根据权利要求3所述的虚拟机主机的智能控制系统，其特征在于，所述虚拟机主机控制器和主机之间采用USB接口、串口接口、PCI接口、PCI Express接口或以太网接口相连。
7.根据权利要求3所述的虚拟机主机的智能控制系统，其特征在于，所述虚拟机主机控制器为单片机，所述单片机通过串口与主机相连，所述单片机通过电线与主机主板的电源开关相连，所述单片机通过带插头的电线或通过RS-485串行总线、以太网或延长器方式接收虚拟机控制命令。
8.根据权利要求3～7中任意一项所述的虚拟机主机的智能控制系统，其特征在于，所述虚拟机主机控制器与主机上主板的电源管理单元相连。
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