CN108958934A - 一种cpu资源预留方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CPU资源预留方法和装置。涉及计算机网络技术，解决了虚拟机绑定物理CPU时系统负担过重的问题。该方法包括：将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组；在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核；将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。本发明提供的技术方案适用于虚拟机资源管理，实现了灵活的虚拟机物理核绑定配置。

Description

一种CPU资源预留方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机网络技术，尤指一种CPU资源预留方法和装置。
背景技术
CPU资源预留，即是对虚拟机的CPU资源做一个下限，使得在主机中发生CPU资源竞争时，虚拟机可以获得不小于预留大小的CPU资源，以保证虚拟机内部某些关键应用正常运行。由于KVM虚拟机并没有资源池的概念，不能够随时取用CPU资源，因此只能通过虚拟机绑定物理CPU的方式来间接地实现CPU资源预留的功能。
但是使用绑定物理CPU这种方式会极大地增加主机libvirt的运行压力，因为每次执行预留CPU操作或是某些已预留CPU的虚拟机进行开关机操作时，主机上的所有运行的虚拟机都要重新执行一遍CPU绑定的命令，这样对于libvirt进程造成了极大地负担，甚至有可能使服务出错进而影响到整个主机。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种CPU资源预留方法和装置。通过将物理核划分为预留物理核组和非物理核组，按照虚拟机的配置需求分配物理核进行绑定，实现了灵活的虚拟机物理核绑定配置，解决了虚拟机绑定物理CPU时系统负担过重的问题。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种CPU资源预留方法，包括：
将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组；
在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核；
将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。
优选的，在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核的步骤之前，还包括：
在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核。
优选的，在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核的步骤之后，还包括：
在不需要为虚拟机绑定物理核时，将所述虚拟机的进程绑定至所述非预留CPU核组中的物理核。
优选的，在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留CPU核组中为所述虚拟机分配相应数量的预留物理核的步骤之后，还包括：
在所述预留CPU核组中空闲的物理核数量达不到所述虚拟机的预留核数时，所述虚拟机停止开机，等待释放出能够达到所述虚拟机预留核数的预留CPU核组中的物理核。
本发明还提供了一种CPU资源预留装置，包括：
物理核划分模块，用于将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组；
预留物理核分配模块，用于在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核；
物理核绑定模块，用于将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。
优选的，该装置还包括：
需求判定模块，用于在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核。
优选的，所述物理核绑定模块，还用于在不需要为虚拟机绑定物理核时，将所述虚拟机的进程绑定至所述非预留CPU核组中的物理核。
本发明提供了一种CPU资源预留方法和装置，将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组，在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核，将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。实现了灵活的虚拟机物理核绑定配置，解决了虚拟机绑定物理CPU时系统负担过重的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明的一实施例提供的一种CPU资源预留方法的流程示意图；
图2为本发明的一实施例提供的一种CPU资源预留装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
taskset命令可以指定某一进程及进程下的所有线程绑定在物理机的某一个或多个核上，执行之后，Linux调度器就会让这个进程/线程只在所绑定的核上面去运行。每次执行预留CPU操作或是某些已预留CPU的虚拟机进行开关机操作时，主机上的所有运行的虚拟机都要重新执行一遍CPU绑定的命令，这样对于libvirt进程造成了极大地负担。
为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种CPU资源预留方法和装置。
本发明的一实施例提供了一种CPU资源预留方法，使用该方法完成虚拟机进程绑定的流程如图1所示，包括：
步骤101、将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组。
步骤102、在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核。
在判断结果为是的情况下，进入步骤104；否则，进入步骤103。
步骤103、在不需要为虚拟机绑定物理核时，将所述虚拟机的进程绑定至所述非预留CPU核组中的物理核。
步骤104、在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核。
步骤105、将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。
需要注意的是，在所述预留CPU核组中空闲的物理核数量达不到所述虚拟机的预留核数时，所述虚拟机停止开机，等待释放出能够达到所述虚拟机预留核数的预留CPU核组中的物理核。
本发明实施例提供了一种CPU资源预留方法，将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组，在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核，将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。实现了灵活的虚拟机物理核绑定配置，解决了虚拟机绑定物理CPU时系统负担过重的问题。
对于主机的预留核和非预留核进行划分，使得对于虚拟机进程的绑定逻辑更加清晰，简化了实现CPU预留功能的步骤。对于预留核使用完的情况，不允许额外的预留CPU虚拟机开机，保证了主机整体的运行状况以及其他虚拟机的完好运行。
本发明的一实施例还提供了一种CPU资源预留方法，通过使用taskset命令来对虚拟机进程进行物理核的绑定，从而跳过libvirt的干预，解决了CPU资源预留对于libvirt的压力问题，并能同样达到CPU资源预留的效果。
本发明实施例中通过taskset实现KVM虚拟机的CPU资源预留功能的具体实施过程如下:
1、对主机划分预留的CPU核数。即将将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组，预留的CPU核数的物理核被划分到预留物理核组。
2、虚拟机开机时判断是否需要预留物理核，如果不需要，则将虚拟机进程绑定在非预留物理核组中的物理核上；如果需要预留，则在非预留物理核组的基础之上，增加一个预留的物理CPU核，确保虚拟机能够独享一个物理核的资源
3、若主机上划分的预留物理核组中的物理核已经被分配完毕，则使用物理核预留的虚拟机便无法开机，直到有物理核预留的虚拟机关机，被预留的物理核得到释放，才允许虚拟机开机。
本发明的一实施例还提供了一种CPU资源预留方法，以CPU核作为物理核，通过taskset实现KVM虚拟机的CPU资源预留功能主要包括以下步骤：
1、划分主机预留的CPU核数，若主机A中一共有64个物理核，则将其四分之一划分为预留CPU核，即0-15号CPU为预留CPU核，其他的16-63号CPU则为非预留核。
2、虚拟机开机时判断是否需要预留，进而通过taskset来对虚拟机进程进行绑定，若虚拟机VM1预留1个核，则使用taskset命令将该虚拟机的进程以及其下的所有线程绑定到物理核0号以及16-63号，依次类推，虚拟机VM2预留1个核，开机时也利用taskset将虚拟机进程及线程绑定在物理核1号以及16-63号上；若虚拟机VM3不预留CPU，则开机时将虚拟机绑定在16-63号物理核上；这样出现资源竞争时，至少保证了预留CPU的虚拟机VM1、VM2有一个物理核可以使用。
3、若主机上的预留CPU核分配完毕，则新的预留CPU虚拟机不能开机，只能等某一预留CPU的虚拟机关机后，才可以正常开机；如当前主机A的0-15号预留CPU核都已分配完毕，虚拟机VMN预留一个CPU并开机，此时开机报错，只能取消预留或等其他预留虚拟机如VM1、VM2等虚拟机关机后，才可正常开机使用
本发明实施例提供的CPU资源预留方法，通过taskset对虚拟机的进程以及其下的线程进行绑定，而不是通过libvirt绑定，规避了潜在的风险。对于主机的预留核和非预留核进行划分，使得对于虚拟机进程的绑定逻辑更加清晰，简化了实现CPU预留功能的步骤。对于预留核使用完的情况，不允许额外的预留CPU虚拟机开机，保证了主机整体的运行状况以及其他虚拟机的完好运行。
本发明一实施例还提供了一种CPU资源预留装置，其结构如图2所示，包括：
物理核划分模块201，用于将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组；
预留物理核分配模块202，用于在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核；
物理核绑定模块203，用于将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。
优选的，该装置还包括：
需求判定模块204，用于在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核。
优选的，所述物理核绑定模块203，还用于在不需要为虚拟机绑定物理核时，将所述虚拟机的进程绑定至所述非预留CPU核组中的物理核。
本发明实施例提供了一种CPU资源预留装置，能够与本发明的实施例所提供的CPU资源预留方法相结合，将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组，在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核，将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。实现了灵活的虚拟机物理核绑定配置，解决了虚拟机绑定物理CPU时系统负担过重的问题。
对于主机的预留核和非预留核进行划分，使得对于虚拟机进程的绑定逻辑更加清晰，简化了实现CPU预留功能的步骤。对于预留核使用完的情况，不允许额外的预留CPU虚拟机开机，保证了主机整体的运行状况以及其他虚拟机的完好运行。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (7)

1.一种CPU资源预留方法，其特征在于，包括：
将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组；
在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核；
将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。
2.根据权利要求1所述的CPU资源预留方法，其特征在于，在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核的步骤之前，还包括：
在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核。
3.根据权利要求2所述的CPU资源预留方法，其特征在于，在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核的步骤之后，还包括：
在不需要为虚拟机绑定物理核时，将所述虚拟机的进程绑定至所述非预留CPU核组中的物理核。
4.根据权利要求1所述的CPU资源预留方法，其特征在于，在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留CPU核组中为所述虚拟机分配相应数量的预留物理核的步骤之后，还包括：
在所述预留CPU核组中空闲的物理核数量达不到所述虚拟机的预留核数时，所述虚拟机停止开机，等待释放出能够达到所述虚拟机预留核数的预留CPU核组中的物理核。
5.一种CPU资源预留装置，其特征在于，包括：
物理核划分模块，用于将主机的多个物理核划分为预留物理核组与非预留物理核组；
预留物理核分配模块，用于在需要为虚拟机绑定物理核时，根据所述虚拟机的预留核数从所述预留物理核组中为所述虚拟机分配相应数量的物理核，作为所述虚拟机的预留物理核；
物理核绑定模块，用于将所述虚拟机的进程绑定至所述预留物理核与所述非预留CPU核组中的物理核。
6.根据权利要求5所述的CPU资源预留装置，其特征在于，该装置还包括：
需求判定模块，用于在虚拟机开机时，判断是否需要为虚拟机绑定物理核。
7.根据权利要求6所述的CPU资源预留装置，其特征在于，
所述物理核绑定模块，还用于在不需要为虚拟机绑定物理核时，将所述虚拟机的进程绑定至所述非预留CPU核组中的物理核。
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