CN112181600A - 一种云计算资源管理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种云计算资源管理方法及系统，在宿主机上为宿主机和每个虚拟机分别创建一个监控线程，在每个监控线程中创建四个协程，四个协程分别用于监控CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源，在线程中轮流执行四个协程，当其中一个协程发现资源异常时，发现异常的协程调用通知线程，通知用户资源异常情况。本发明利用比线程更轻量级的协程监控云计算中宿主机和虚拟机资源使用情况，减少了对宿主机资源的占用，提高了云计算平台的资源利用率。

Description

一种云计算资源管理方法及系统
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，更具体的说，涉及到云计算中虚拟机资源管理。
背景技术
随着互联网技术的发展，云计算的用途越来越广，云计算具有高可伸缩、按需服务、高可靠性等特点。各大厂商也推出了自己的云计算，例如国外的Amazon、IBM、微软、Yahoo等都推出了自己的云服务，国内的阿里巴巴、百度、腾讯等也推出了云服务。云计算系统通常有上万台，甚至几十万台服务器组成，如果每个服务器的性能能够提升一点，整个云系统的性能会有很大提升，其不仅节省电能，而且也为厂商带来了收益。
如何提高服务器的性能是各个厂商一直追求的问题。如果过于追求服务器性能，将一些必要的进程或线程关闭，会严重影响云系统的安全性，但是开启过多的进程或线程又会影响服务器资源使用情况，这是一个矛盾的问题。
协程又被称为微线程、纤程，其比线程还要轻量级，一个进程包括一个或多个线程，一个线程可以包括一个或多个协程，协程的开销比线程还要小。通过合理使用协程可以降低计算机整体的开销，提高资源利用率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种云计算资源管理方法及系统。具体包括以下步骤：
S1：在宿主机启动时，初始化监控线程管理器，所述监控线程管理器为宿主机创建一个监控线程，且当有虚拟机启动时，为虚拟机创建一个监控线程，监控线程管理器周期性判断监控线程是否异常，如果异常，监控线程管理器调用报警模块，发送警告信息给管理员，并重启监控线程；
S2：在创建监控线程后，利用该监控线程创建多个监控协程，所述多个监控协程分别用于监测宿主机或虚拟机的CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源和网络资源；
S3：多个监控协程依次执行，当发现资源异常，监控协程调用报警模块，发送报警信息给管理员，并判断是否需要进行虚拟机迁移，所述判断是否需要进行虚拟机迁移具体是：判断预定时间内报警次数是否达到预定次数，或者资源占用率持续超过设定阈值；
S4：如果需要进行虚拟机迁移，则自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，否则在发送报警信息给管理员后，继续监测资源。
所述监控线程还包括统计协程，所述统计协程用于统计虚拟机或宿主机资源使用情况。
所述自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，具体为：
统计虚拟机执行任务中CPU密集型任务和IO密集型任务所占的比例，如果CPU密集型任务的占比大于IO密集型任务的占比，则将虚拟机迁移到CPU最空闲的宿主机，否则，将虚拟机迁移到内存资源、硬盘资源、IO资源总和最大除待迁移虚拟机所在宿主机外的目标宿主机中，且所述目标宿主机的内存资源、硬盘资源、IO资源满足统计协程统计的待迁移虚拟机对应资源使用情况。
在一个实施例中，在S1前，还包括：为每个宿主机和虚拟机设置唯一编号，虚拟机从源宿主机迁移到目的宿主机，虚拟机的唯一编号不变，统计协程将虚拟机的资源使用情况以虚拟机唯一编号为标识发送给监控服务器，在虚拟机迁移到目的宿主机后，监控线程从监控服务器根据虚拟机唯一编号获取虚拟机资源使用情况。
在一个实施例中，所述监控协程具有唯一识别标识符，所述唯一识别标识符根据协程代码的HASH值和宿主机唯一编号计算得到，或者根据协程代码的HASH值和虚拟机唯一编号计算得到。
同时本发明还提供了一种云计算资源管理系统，其特征在于，包括以下模块：
初始化模块，用于在宿主机启动时，初始化监控线程管理器，所述监控线程管理器宿主机创建一个监控线程，且当有虚拟机启动时，为虚拟机创建一个监控线程，监控线程管理器周期性判断监控线程是否异常，如果异常，监控线程管理器调用报警模块，发送警告信息给管理员，并重启监控线程；；
协程创建模块，用于在创建监控线程后，利用该监控线程创建多个监控协程，所述监控协程用于监测宿主机或虚拟机的资源情况，所述资源包括CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源和网络资源；
监控模块，用于多个监控协程依次执行，当发现资源异常，监控协程调用报警模块，发送报警信息给管理员，并判断是否需要进行虚拟机迁移，所述判断是否需要进行虚拟机迁移具体是：判断预定时间内报警次数是否达到预定次数，或者资源占用率持续超过设定阈值；
迁移模块，用于如果需要进行虚拟机迁移，则自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，否则在发送报警信息给管理员后，继续监测资源。
所述监控线程还包括统计协程，所述统计协程用于统计虚拟机或宿主机资源使用情况。
所述自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，具体为：
统计虚拟机执行任务中CPU密集型任务和IO密集型任务所占的比例，如果CPU密集型任务的占比大于IO密集型任务的占比，则将虚拟机迁移到CPU最空闲的宿主机，否则，将虚拟机迁移到内存资源、硬盘资源、IO资源总和最大除待迁移虚拟机所在宿主机外的目标宿主机中，且所述目标宿主机的内存资源、硬盘资源、IO资源满足统计协程统计的待迁移虚拟机对应资源使用情况。
在一个实施例中，还包括：为每个宿主机和虚拟机设置唯一编号，虚拟机从源宿主机迁移到目的宿主机，虚拟机的唯一编号不变，统计协程将虚拟机的资源使用情况以虚拟机唯一编号为标识发送给监控服务器，在虚拟机迁移到目的宿主机后，监控线程从监控服务器根据虚拟机唯一编号获取虚拟机资源使用情况。
本发明采用比线程更轻量级的协程监控宿主机和虚拟机的资源使用情况，具体为：在宿主机上为宿主机和每个虚拟机分别创建一个监控线程，在每个监控线程中创建四个协程，四个协程分别用于监控CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源，在线程中轮流执行四个协程，当其中一个协程发现资源异常时，发现异常的协程调用通知线程，通知用户资源异常情况。本发明利用比线程更轻量级的协程减少了对宿主机资源的占用，提高了云计算平台的资源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例。
图1为本发明实施例提供的结构图。
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，而不是全部的实施例。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。
S1：在宿主机启动时，初始化监控线程管理器，所述监控线程管理器为宿主机创建一个监控线程，且当有虚拟机启动时，为虚拟机创建一个监控线程，监控线程管理器周期性判断监控线程是否异常，如果异常，监控线程管理器调用报警模块，发送警告信息给管理员，并重启监控线程；
在一个具体实施例中，监控线程管理器随着宿主机的启动而启动，并为宿主机创建一个监控线程，宿主机的监控线程用于监控宿主机的资源使用情况，该监控线程创建多个协程；
S2：在创建监控线程后，利用该监控线程创建多个监控协程，所述多个监控协程分别用于监测宿主机或虚拟机的CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源和网络资源；
根据需要还可以设置其他监控协程，例如内存溢出、恶意程序检测等；
在一个具体实施例中，宿主机的监控协程直接运行于宿主机上，虚拟机的监控线程和监控协程运行于虚拟机中，并与宿主机中的监控线程管理器通信，将监控数据发送给监控线程管理器；监控线程管理器会定时监控虚拟机监控线程和监控协程的运行情况；
在另外一个实施例中，虚拟机的监控线程和监控协程运行在宿主机上，采集对应的虚拟机的资源占用情况，宿主机和虚拟机的监控线程相互隔离；亦或者同时具有运行在宿主机上虚拟机监控协程和运行在虚拟机上的监控协程；
S3：多个监控协程依次执行，当发现资源异常，监控协程调用报警模块，发送报警信息给管理员，并判断是否需要进行虚拟机迁移，所述判断是否需要进行虚拟机迁移具体是：判断预定时间内报警次数是否达到预定次数，或者资源占用率持续超过设定阈值；
在一个实施例中，资源异常可以是虚拟机占用的资源超出了对该虚拟机的资源配额，或者虚拟机内存溢出；
S4：如果需要进行虚拟机迁移，则自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，否则在发送报警信息给管理员后，继续监测资源。
所述监控线程还包括统计协程，所述统计协程用于统计虚拟机或宿主机资源使用情况。
所述自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，具体为：
统计虚拟机执行任务中CPU密集型任务和IO密集型任务所占的比例，如果CPU密集型任务的占比大于IO密集型任务的占比，则将虚拟机迁移到CPU最空闲的宿主机，否则，将虚拟机迁移到内存资源、硬盘资源、IO资源总和最大除待迁移虚拟机所在宿主机外的目标宿主机中，且所述目标宿主机的内存资源、硬盘资源、IO资源满足统计协程统计的待迁移虚拟机对应资源使用情况。
在一个实施例中，在S1前，还包括：为每个宿主机和虚拟机设置唯一编号，虚拟机从源宿主机迁移到目的宿主机，虚拟机的唯一编号不变，统计协程将虚拟机的资源使用情况以虚拟机唯一编号为标识发送给监控服务器，在虚拟机迁移到目的宿主机后，监控线程从监控服务器根据虚拟机唯一编号获取虚拟机资源使用情况。
在一个实施例中，所述监控协程具有唯一识别标识符，所述唯一识别标识符根据协程代码的HASH值和宿主机唯一编号计算得到，或者根据协程代码的HASH值和虚拟机唯一编号计算得到。例如，对协程代码进行HASH计算得到一字符串，将该字符串和宿主机或虚拟机唯一编号进行和、或，或者异或计算，在将计算结果进行哈希或者MD5得到监控协程的唯一编码，这样不同的宿主机、虚拟机的监控协程的唯一标识信息不同，可以利用唯一标识符有效区分被监控的对象。
在另外一个实施例中，还可以为采用一定的编码规则，编码生成监控协程的唯一识别标识符，例如xxxxx+yyyyy+zz的形式，其中xxxxx表示宿主机的编号，yyyyy表示虚拟机的编号，zz表示监控的资源类型；如果监控协程用于监控宿主机则yyyyy可以全部取零。
在一个实施例中，当虚拟机从源宿主机迁移到目的宿主机后，监控线程或监控协程将对应的资源监控历史信息更新到监控线程管理器或中心监控服务器后，源宿主机关闭该虚拟机对应的监控协程和监控线程，目的宿主机和源宿主机通信，目的宿主机在获知源宿主机上该虚拟机对应的监控协程和监控线程关闭后，目的宿主机启动该虚拟机，并初始化该虚拟机对应的监控线程和监控协程，并将该虚拟机在源宿主机上监控线程和监控协程的唯一识别标识符分配给新建的监控线程和监控协程，这样可以有效避免，具有相同唯一识别标识符的监控线程和监控协程在云计算系统中同时存在，而且新建的监控线程和监控协程可以根据唯一识别标识符获得该虚拟机在源宿主机上的运行情况，有助于在目的宿主机上进行有效管理或监管。
在一个实施例中，目的宿主机和源宿主机进行数据通信，获取的信息包括但不止监控线程和监控协程的唯一识别标识符，监控线程和监控协程的历史信息，待迁移虚拟机的运行信息，待迁移虚拟机的资源配额信息等。
同时本发明还提供了一种云计算资源管理系统，其特征在于，包括以下模块：
初始化模块，用于在宿主机启动时，初始化监控线程管理器，所述监控线程管理器宿主机创建一个监控线程，且当有虚拟机启动时，为虚拟机创建一个监控线程，监控线程管理器周期性判断监控线程是否异常，如果异常，监控线程管理器调用报警模块，发送警告信息给管理员，并重启监控线程；；
协程创建模块，用于在创建监控线程后，利用该监控线程创建多个监控协程，所述监控协程用于监测宿主机或虚拟机的资源情况，所述资源包括CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源和网络资源；
监控模块，用于多个监控协程依次执行，当发现资源异常，监控协程调用报警模块，发送报警信息给管理员，并判断是否需要进行虚拟机迁移，所述判断是否需要进行虚拟机迁移具体是：判断预定时间内报警次数是否达到预定次数，或者资源占用率持续超过设定阈值；
迁移模块，用于如果需要进行虚拟机迁移，则自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，否则在发送报警信息给管理员后，继续监测资源。
所述监控线程还包括统计协程，所述统计协程用于统计虚拟机或宿主机资源使用情况。
所述自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，具体为：
统计虚拟机执行任务中CPU密集型任务和IO密集型任务所占的比例，如果CPU密集型任务的占比大于IO密集型任务的占比，则将虚拟机迁移到CPU最空闲的宿主机，否则，将虚拟机迁移到内存资源、硬盘资源、IO资源总和最大除待迁移虚拟机所在宿主机外的目标宿主机中，且所述目标宿主机的内存资源、硬盘资源、IO资源满足统计协程统计的待迁移虚拟机对应资源使用情况。
在一个实施例中，还包括：为每个宿主机和虚拟机设置唯一编号，虚拟机从源宿主机迁移到目的宿主机，虚拟机的唯一编号不变，统计协程将虚拟机的资源使用情况以虚拟机唯一编号为标识发送给监控服务器，在虚拟机迁移到目的宿主机后，监控线程从监控服务器根据虚拟机唯一编号获取虚拟机资源使用情况。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种云计算资源管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在宿主机启动时，初始化监控线程管理器，所述监控线程管理器为宿主机创建一个监控线程，且当有虚拟机启动时，为虚拟机创建一个监控线程，监控线程管理器周期性判断监控线程是否异常，如果异常，监控线程管理器调用报警模块，发送警告信息给管理员，并重启监控线程；
S2：在创建监控线程后，利用该监控线程创建多个监控协程，所述多个监控协程分别用于监测宿主机或虚拟机的CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源和网络资源；
S3：多个监控协程依次执行，当发现资源异常，监控协程调用报警模块，发送报警信息给管理员，并判断是否需要进行虚拟机迁移，所述判断是否需要进行虚拟机迁移具体是：判断预定时间内报警次数是否达到预定次数，或者资源占用率持续超过设定阈值；
S4：如果需要进行虚拟机迁移，则自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，否则在发送报警信息给管理员后，继续监测资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控线程还包括统计协程，所述统计协程用于统计虚拟机或宿主机资源使用情况。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，具体为：
统计虚拟机执行任务中CPU密集型任务和IO密集型任务所占的比例，如果CPU密集型任务的占比大于IO密集型任务的占比，则将虚拟机迁移到CPU最空闲的宿主机，否则，将虚拟机迁移到内存资源、硬盘资源、IO资源总和最大除待迁移虚拟机所在宿主机外的目标宿主机中，且所述目标宿主机的内存资源、硬盘资源、IO资源满足统计协程统计的待迁移虚拟机对应资源使用情况。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，在S1前，还包括：为每个宿主机和虚拟机设置唯一编号，虚拟机从源宿主机迁移到目的宿主机，虚拟机的唯一编号不变，统计协程将虚拟机的资源使用情况以虚拟机唯一编号为标识发送给监控服务器，在虚拟机迁移到目的宿主机后，监控线程从监控服务器根据虚拟机唯一编号获取虚拟机资源使用情况。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述监控协程具有唯一识别标识符，所述唯一识别标识符根据协程代码的HASH值和宿主机唯一编号计算得到，或者根据协程代码的HASH值和虚拟机唯一编号计算得到。
6.一种云计算资源管理系统，其特征在于，包括以下模块：
初始化模块，用于在宿主机启动时，初始化监控线程管理器，所述监控线程管理器宿主机创建一个监控线程，且当有虚拟机启动时，为虚拟机创建一个监控线程，监控线程管理器周期性判断监控线程是否异常，如果异常，监控线程管理器调用报警模块，发送警告信息给管理员，并重启监控线程；；
协程创建模块，用于在创建监控线程后，利用该监控线程创建多个监控协程，所述监控协程用于监测宿主机或虚拟机的资源情况，所述资源包括CPU资源、内存资源、硬盘资源、IO资源和网络资源；
监控模块，用于多个监控协程依次执行，当发现资源异常，监控协程调用报警模块，发送报警信息给管理员，并判断是否需要进行虚拟机迁移，所述判断是否需要进行虚拟机迁移具体是：判断预定时间内报警次数是否达到预定次数，或者资源占用率持续超过设定阈值；
迁移模块，用于如果需要进行虚拟机迁移，则自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，否则在发送报警信息给管理员后，继续监测资源。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述监控线程还包括统计协程，所述统计协程用于统计虚拟机或宿主机资源使用情况。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述自动调用虚拟机迁移模块，实现虚拟机的迁移，具体为：
统计虚拟机执行任务中CPU密集型任务和IO密集型任务所占的比例，如果CPU密集型任务的占比大于IO密集型任务的占比，则将虚拟机迁移到CPU最空闲的宿主机，否则，将虚拟机迁移到内存资源、硬盘资源、IO资源总和最大除待迁移虚拟机所在宿主机外的目标宿主机中，且所述目标宿主机的内存资源、硬盘资源、IO资源满足统计协程统计的待迁移虚拟机对应资源使用情况。
9.根据权利要求6至8任一所述的系统，其特征在于，还包括：为每个宿主机和虚拟机设置唯一编号，虚拟机从源宿主机迁移到目的宿主机，虚拟机的唯一编号不变，统计协程将虚拟机的资源使用情况以虚拟机唯一编号为标识发送给监控服务器，在虚拟机迁移到目的宿主机后，监控线程从监控服务器根据虚拟机唯一编号获取虚拟机资源使用情况。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现权利要求1至4中任一项所述的方法。
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