CN114048004A - 虚拟机高可用批量调度方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种虚拟机高可用批量调度方法、装置、设备及存储介质，针对现有的虚拟化平台无法判断虚拟机的重建优先级的问题，通过预先对虚拟机进行业务优先级的设置，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序而集群剩余资源不足时，获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序，可以保证优先级更高的虚拟机被率先重建，最小化用户的重要业务所受到的影响。

Description

虚拟机高可用批量调度方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明属于虚拟机重建的技术领域，尤其涉及一种虚拟机高可用批量调度方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在现代分布式虚拟化平台中，网络、磁盘等组件的故障时有发生，造成宿主机可能在一段时间内不可用。为最大程度保护宿主机上的虚拟机不受故障影响，虚拟机高可用功能应运而生。虚拟机高可用功能指：虚拟化平台在检测到物理机发生故障时，为故障物理机上的虚拟机自动选择合适的目标物理机并进行重建的过程。
虚拟机批量调度是高可用流程的重要环节。通常虚拟机高可用的流程主要包括以下步骤：
1.虚拟化平台周期性检查物理机状态，判断各物理节点是否可用；
2.若某一物理节点不可用，虚拟化平台拉取该物理节点上的虚拟机信息，为每一个虚拟机选择重建的新物理机；
3.虚拟化平台在对应的物理节点上重建各虚拟机。
但，现有的虚拟机高可用方案在批量调度环节存在以下缺陷：
1、当集群物理资源充足时，虚拟化平台可以成功调度全部虚拟机。当集群的物理资源稀缺时，虚拟化平台只能重建成功部分虚拟机。这部分虚拟机的选择以及数量具有不确定性，通常取决于调度顺序和策略。
2、虚拟化平台无法判断虚拟机的重建优先级。作为基础设施，虚拟化平台仅能知晓虚拟机信息，不能得知虚拟机中运行的业务程序的信息。在无法重建全部虚拟机时，无法根据用户的业务诉求按优先级重建虚拟机。
发明内容
本发明的目的是提供一种虚拟机高可用批量调度方法、装置、设备及存储介质，在触发高可用而集群剩余资源不足时，可实现业务优先级更高的虚拟机被率先重建，并且可防止因部分虚拟机无法重建导致整个物理节点上的虚拟机全部不可用，最大程度保证用户业务的可用性。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种虚拟机高可用批量调度方法，包括：
预先配置虚拟机的业务优先级，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序；
获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序；
筛选符合虚拟机重建的候选物理机，根据资源均衡分配策略，按业务优先级顺序，从所述候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机。
根据本发明一实施例，所述从所述候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机进一步包括：
判断是否所有虚拟机存在对应的物理机，若是，则返回物理机调度结果；若否，则通过启发性算法，寻找虚拟机的重建位置。
根据本发明一实施例，所述通过启发性算法，寻找虚拟机的重建位置进一步包括：
采用内存密集型算法，确定各虚拟机的候选物理机；
对候选物理机按内存从小到大进行排序，依次放置虚拟机，判断是否所有虚拟机存在对应的物理机，若是，则返回物理机调度结果；若否，则对候选物理机按内存从大到小进行排序，依次放置虚拟机，返回物理机的调度结果。
根据本发明一实施例，所述通过启发性算法，寻找虚拟机的重建位置进一步包括：
采用剪枝优化的遍历算法，确定各虚拟机的候选物理机；
根据不同的限制条件，组合排列各虚拟机的重建位置，返回所有可行的物理机调度结果。
根据本发明一实施例，若通过启发性算法寻找虚拟机的重建位置后，还存在未能重建的虚拟机，则返回可成功重建最多虚拟机的物理机调度结果。
根据本发明一实施例，采用资源密集打分器根据内存大小对候选物理机打分，输出各候选物理机及对应的分数列表；
按分数从大到小对候选物理机排序。
一种虚拟机高可用批量调度装置，包括：
优先级模块，用于预先配置虚拟机的业务优先级，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序，获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序；
调度模块，用于筛选符合虚拟机重建的候选物理机，根据资源均衡分配策略，按业务优先级顺序，从所述候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机。
根据本发明一实施例，所述调度模块包括筛选单元、打分单元及选择单元；
所述筛选单元用于根据所述优先级模块获取的虚拟机信息，筛选出符合要求的候选物理机数组；
所述打分单元用于对所述候选物理机数组，根据预设打分策略进行打分，输出各候选物理机及相应分数的列表；所述打分策略包括资源密集打分策略及资源均衡打分策略；
所述选择单元用于根据所述打分单元输出的列表，选取每一虚拟机对应的物理机。
一种虚拟机高可用批量调度设备，包括：
存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述处理器通过线路互连；
所述处理器调用所述存储器中的所述指令，实现本发明一实施例中的虚拟机高可用批量调度方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明一实施例中的虚拟机高可用批量调度方法。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明一实施例中的虚拟机高可用批量调度方法，针对现有的虚拟化平台无法判断虚拟机的重建优先级的问题，通过预先对虚拟机进行业务优先级的设置，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序而集群剩余资源不足时，获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序，可以保证优先级更高的虚拟机被率先重建，最小化用户的重要业务所受到的影响。
2)本发明一实施例中的虚拟机高可用批量调度方法，当同一批次的虚拟机无法完全成功调度时，通过执行多种调度策略，得到多组备选方案，并采用调度最多虚拟机的方案作为输出进行重建。可以防止因部分虚拟机无法重建导致整个物理节点上的虚拟机全部不可用，最大程度保证用户业务的可用性。
附图说明
图1为本发明一实施例中的虚拟机高可用批量调度方法的流程图；
图2为本发明一实施例中的虚拟机高可用批量调度装置框图；
图3为本发明一实施例中的虚拟机高可用批量调度设备的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种虚拟机高可用批量调度方法、装置、设备及存储介质作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例一
虚拟机批量调度是高可用流程的重要环节。但，现有的虚拟机高可用方案在批量调度环节存在以下缺陷：
虚拟化平台无法判断虚拟机的重建优先级。作为基础设施，虚拟化平台仅能知晓虚拟机信息，不能得知虚拟机中运行的业务程序的信息。在无法重建全部虚拟机时，无法根据用户的业务诉求按优先级重建虚拟机。
本实施例针对上述缺陷，提供了一种虚拟机高可用批量调度方法，允许用户在虚拟机平台管理界面上用数字指示虚拟机的业务优先级。数字越大，则表示该虚拟机的业务优先级越高，重建顺序越靠前。不进行设置时，虚拟机业务优先级默认为0。该业务优先级，可以理解为虚拟机的重要程度。例如，用户目前有两个虚拟机，A虚拟机用于存储生产数据，B虚拟机用于测试，那么明显A在业务上更重要，A的业务优先级就更高。
为了表示不同虚拟机的重要程度，在虚拟化平台管理界面上可以设置虚拟机的业务优先级。业务优先级的值是数字，数字越大表示虚拟机越重要。当然，对业务优先级的标识可采用其他方式，如文字或其他符号。
具体的，请参看图1，该虚拟机高可用批量调度方法，包括以下步骤：
预先配置虚拟机的业务优先级，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序；
获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序；
筛选符合虚拟机重建的候选物理机，根据资源均衡分配策略，按业务优先级顺序，从候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机；
判断是否所有虚拟机存在对应的物理机，若是，则返回物理机调度结果；若否，则通过启发性算法，寻找虚拟机的重建位置；
若通过启发性算法寻找虚拟机的重建位置后，还存在未能重建的虚拟机，则返回可成功重建最多虚拟机的物理机调度结果。
通常虚拟机的重建是在虚拟机管理平台上进行的，因此，本实施例中的业务优先级的配置也可在虚拟机管理平台上进行，可在虚拟机管理平台的界面中关于虚拟机信息栏中配置业务优先级的设置项。该业务优先级的设置项可用数值、字母或文字对业务优先级进行设置，标识不同的优先级。
当虚拟机管理平台当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序。该调度程序会获取故障物理机上各虚拟机的信息，该虚拟机信息包括内存大小、CPU型号、网络拓扑、业务优先级等信息。
对各虚拟机进行业务优先级排序，优先级越高的排序越靠前。同等优先级的虚拟机可根据某一属性，例如内存大小进行排序。
筛选符合虚拟机重建的候选物理机，根据资源均衡分配策略，按业务优先级顺序，从候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机。其中，设置资源分配策略(资源均衡分配策略)指定重建虚拟机所使用的资源池，设置资源调度策略筛选在该资源池内满足要求的物理机。
然后，判断是否所有虚拟机都有物理机可以放置，若是，则直接返回调度结果；若通过资源均衡策略无法为所有虚拟机找到物理机，说明目前集群的物理资源可能处于紧张状态。此时可通过多种启发性算法，寻找所有可能的虚拟机放置位置。
这里的启发性算法，可以是内存密集型算法，也可以是剪枝优化的遍历算法。其中，采用内存密集型算法，确定各虚拟机的候选物理机；对候选物理机按内存先从小到大进行排序，依次放置虚拟机，判断是否所有虚拟机存在对应的物理机，若是，则返回物理机调度结果；若否，则对候选物理机按内存从大到小进行排序，依次放置虚拟机，返回物理机的调度结果。
实际应用中，可根据CPU型号，网络，内存大小等限制，确定每个虚拟机的候选放置物理机。采用资源密集打分器根据内存大小对候选物理机打分，输出各候选物理机及对应的分数列表；按分数从大到小对候选物理机排序。然后将虚拟机按不同的排序方法，依次进行放置。如果一个虚拟机有多个候选放置物理机，则选择放置该虚拟机后，剩余内存更少的物理机。
采用剪枝优化的遍历算法，确定各虚拟机的候选物理机；根据不同的限制条件，组合排列各虚拟机的重建位置，返回所有可行的物理机调度结果。实际应用中，根据各种限制(如物理机的负载部署、平均利用率最大、加权优先级调度和/或峰值优先级调度等)，确定每个虚拟机的候选放置物理机。然后对所有虚拟机的所有放置方式进行排列组合，判断每一个组合的可行性，返回所有可行的虚拟机放置结果。
再次判断是否所有虚拟机都有物理机可以放置，若是，则返回调度结果。若通过多种调度策略都不能保证所有虚拟机调度成功，则从所有方案中，选择能够成功调度最多虚拟机的方案作为结果返回。
综上，本实施例提供的虚拟机高可用批量调度方法，在虚拟机管理平台上配置虚拟机业务优先级，可将虚拟机优先级交由用户定义。虚拟机信息中包含业务重要程度，在触发高可用而集群剩余资源不足时，本专利提出的调度方案可以保证优先级更高的虚拟机被率先重建，最小化用户的重要业务所受到的影响。并且，当同一批次的虚拟机无法完全成功调度时，本专利提出的调度方法会执行多种调度策略，得到多组备选方案，并采用调度最多虚拟机的方案作为输出进行重建。本专利可以防止因部分虚拟机无法重建导致整个物理节点上的虚拟机全部不可用，最大程度保证用户业务的可用性。
实施例二
本实施例提供了一种虚拟机高可用批量调度装置，请参看图2，该包括：
优先级模块1，用于预先配置虚拟机的业务优先级，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序，获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序；
调度模块2，用于筛选符合虚拟机重建的候选物理机，根据资源均衡分配策略，按业务优先级顺序，从所述候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机。
其中，调度模块2包括筛选单元201、打分单元202及选择单元203。该筛选单元201用于根据优先级模块1获取的虚拟机信息，筛选出符合要求的候选物理机数组。打分单元202用于对所述候选物理机数组，根据预设打分策略进行打分，输出各候选物理机及相应分数的列表；该打分策略包括资源密集打分策略及资源均衡打分策略；选择单元203用于根据打分单元202输出的列表，选取每一虚拟机对应的物理机。
该虚拟机高可用批量调度装置是与实施例一中虚拟机高可用批量调度方法相对应的产品，上述优先级模块1及调度模块2的功能及实现方式均如实施例一中所述，再次不再赘述。
实施例三
本实施例提供了一种虚拟机高可用批量调度设备。请参看图3，该虚拟机高可用批量调度设备500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)510(例如，一个或一个以上处理器)和存储器520，一个或一个以上存储应用程序533或数据532的存储介质530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器520和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对虚拟机高可用批量调度设备500中的一系列指令操作。
进一步地，处理器510可以设置为与存储介质530通信，在虚拟机高可用批量调度设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作。
虚拟机高可用批量调度设备500还可以包括一个或一个以上电源540，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口560，和/或，一个或一个以上操作系统531，例如Windows Serve、Vista等等。
本领域技术人员可以理解，图3示出的虚拟机高可用批量调度设备结构并不构成对虚拟机高可用批量调度设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有指令，当该指令在计算机上运行时，使得计算机执行实施例一中的虚拟机高可用批量调度方法的步骤。
实施例二中的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件的形式体现出来，该计算机软件存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-only memory，ROM)、随机存取存储器(Random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置及设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种虚拟机高可用批量调度方法，其特征在于，包括：
预先配置虚拟机的业务优先级，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序；
获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序；
筛选符合虚拟机重建的候选物理机，根据资源均衡分配策略，按业务优先级顺序，从所述候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机。
2.如权利要求1所述的虚拟机高可用批量调度方法，其特征在于，所述从所述候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机进一步包括：
判断是否所有虚拟机存在对应的物理机，若是，则返回物理机调度结果；若否，则通过启发性算法，寻找虚拟机的重建位置。
3.如权利要求2所述的虚拟机高可用批量调度方法，其特征在于，所述通过启发性算法，寻找虚拟机的重建位置进一步包括：
采用内存密集型算法，确定各虚拟机的候选物理机；
对候选物理机按内存从小到大进行排序，依次放置虚拟机，判断是否所有虚拟机存在对应的物理机，若是，则返回物理机调度结果；若否，则对候选物理机按内存从大到小进行排序，依次放置虚拟机，返回物理机的调度结果。
4.如权利要求2所述的虚拟机高可用批量调度方法，其特征在于，所述通过启发性算法，寻找虚拟机的重建位置进一步包括：
采用剪枝优化的遍历算法，确定各虚拟机的候选物理机；
根据不同的限制条件，组合排列各虚拟机的重建位置，返回所有可行的物理机调度结果。
5.如权利要求2所述的虚拟机高可用批量调度方法，其特征在于，若通过启发性算法寻找虚拟机的重建位置后，还存在未能重建的虚拟机，则返回可成功重建最多虚拟机的物理机调度结果。
6.如权利要求3所述的虚拟机高可用批量调度方法，其特征在于，采用资源密集打分器根据内存大小对候选物理机打分，输出各候选物理机及对应的分数列表；
按分数从大到小对候选物理机排序。
7.一种虚拟机高可用批量调度装置，其特征在于，包括：
优先级模块，用于预先配置虚拟机的业务优先级，当检测到物理机发生故障时，触发虚拟机高可用批量调度程序，获取故障物理机上各虚拟机的信息，对各虚拟机进行业务优先级排序；
调度模块，用于筛选符合虚拟机重建的候选物理机，根据资源均衡分配策略，按业务优先级顺序，从所述候选物理机中选取每一虚拟机对应的物理机。
8.如权利要求7所述的虚拟机高可用批量调度装置，其特征在于，所述调度模块包括筛选单元、打分单元及选择单元；
所述筛选单元用于根据所述优先级模块获取的虚拟机信息，筛选出符合要求的候选物理机数组；
所述打分单元用于对所述候选物理机数组，根据预设打分策略进行打分，输出各候选物理机及相应分数的列表；所述打分策略包括资源密集打分策略及资源均衡打分策略；
所述选择单元用于根据所述打分单元输出的列表，选取每一虚拟机对应的物理机。
9.一种虚拟机高可用批量调度设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述处理器通过线路互连；
所述处理器调用所述存储器中的所述指令，实现如权利要求1-6中任意一项所述的虚拟机高可用批量调度方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任意一项所述的虚拟机高可用批量调度方法。
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