CN117891582A - 一种智能化云计算管理平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化云计算管理平台，包括资源管理模块、任务调度模块、性能监控模块、安全控制模块、智能化分析模块、自动扩展模块、容错处理模块、数据备份模块、容量规划模块、用户管理模块、费用计算模块、可视化监控模块、自动优化模块、能源管理模块和日志记录模块；所述资源管理模块用于监控和管理云计算资源，向任务调度模块提供资源信息，包括虚拟机、存储和网络资源；所述任务调度模块用于接收任务请求，并根据资源管理模块提供的资源信息，提供相应的计算资源；本发明的有益效果为主要解决现有云计算系统中资源管理和任务调度效率低下和缺少计费功能的问题。
Description
技术领域
本发明涉及云计算管理领域，具体为一种智能化云计算管理平台。
背景技术
云计算管理平台是一种用于管理和监控云计算资源、应用程序和服务的软件系统，它提供了一个集中式的管理界面，允许用户管理虚拟化资源、网络设置、安全性能、使用情况和成本等方面，这些平台旨在简化云基础设施的管理和操作，并提供自动化工具来优化资源利用率，并确保系统的高可用性、安全性和性能；
目前的云计算系统在资源管理和任务调度方面效率低下，且缺少相应的计费功能，需要进一步完善和加强相关功能。
发明内容
本发明的目的就在于为了实现云计算平台的智能化管理和调度，提高任务处理效率，而提供一种智能化云计算管理平台。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种智能化云计算管理平台，包括资源管理模块、任务调度模块、性能监控模块、安全控制模块、智能化分析模块、自动扩展模块、容错处理模块、数据备份模块、容量规划模块、用户管理模块、费用计算模块、可视化监控模块、自动优化模块、能源管理模块和日志记录模块；
所述资源管理模块用于监控和管理云计算资源，向任务调度模块提供资源信息，包括虚拟机、存储和网络资源；
所述任务调度模块用于接收任务请求，并根据资源管理模块提供的资源信息，提供相应的计算资源；
所述性能监控模块用于监控计算资源的性能，其数据用于被任务调度模块使用；
所述安全控制模块用于身份验证和访问控制；
所述智能化分析模块用于对历史数据和实时数据进行分析，提供预测性能和资源需求的智能化建议，为自动扩展模块和容量规划模块提供依据；
所述自动扩展模块用于根据智能化分析模块的建议，自动扩展或缩减计算资源，以满足当前或预期的工作负载需求；
所述容错处理模块用于提供容错和故障恢复的功能；
所述数据备份模块用于对选择的重要数据进行备份；
所述容量规划模块用于根据历史数据和智能化分析模块的建议，规划未来资源需求；
所述用户管理模块用于管理用户的权限和访问控制；
所述费用计算模块用于根据资源使用情况和费率，计算用户的费用；
所述可视化监控模块用于提供系统状态和性能指标的可视化展示，以及用户界面供管理员和用户查看系统的运行情况；
所述自动优化模块用于根据性能监控模块的数据和智能化分析模块的建议，自动优化系统配置和资源分配；
所述能源管理模块用于管理服务器和设备的能源消耗；
所述日志记录模块用于记录系统各项活动，包括用户操作、系统事件和异常情况。
进一步在于：所述费用计算模块计算用户的费用过程如下：
虚拟机费用基于每小时的使用时间和实例规格来计算，若虚拟机费用每小时X元，实际运行U个小时，则虚拟机费用为X*U元；
存储费用根据使用量每GB每月P元，若用户一个月使用FGB，则费用为P*F元；
若网络费用按每GB数据传输i元，而用户实际数据传输为HGB，则费用为i*H元；
将上述费用综合，生成费用报表。
进一步在于，所述安全控制模块用于身份验证，身份验证的方式为：用户使用用户名和密码进行身份验证，以确认其身份，支持短信验证码验证。
进一步在于，所述智能化分析模块对历史数据和实时数据分析的过程为：
收集系统运行的历史数据，包括系统负载、资源利用率、用户请求量、网络流量，同时，持续地收集实时数据，包括当前系统性能指标、资源占用状况；
在收集的数据中，进行数据清洗、去噪声、填补缺失值处理；
对已经清洗的数据进行特征提取，确定数据特征对于性能和资源需求的影响，包括时间周期、工作负载类型、用户行为；
将历史数据和实时数据输入到统计模型中，进行模型训练和分析，模型针对系统负载和资源使用情况进行预测，识别趋势和周期性变化，并提供资源需求的智能化建议；
基于历史数据和实时数据的分析结果，预测未来的系统负载情况，包括用户请求量的变化、资源利用率的增长趋势，为自动扩展模块提供调整资源的建议；
通过对数据的分析，预测未来系统资源需求的变化，并提供容量规划建议，其中，智能化分析模块会实时监测数据，以更新预测模型，并根据最新的数据提供实时的性能和资源需求建议。
进一步在于，所述自动扩展模块进行自动扩展或缩减计算资源的处理过程为：
实时地接收来自智能化分析模块的性能和资源需求建议，包括对于未来负载的预测、系统资源需求的变化趋势；
自动扩展模块根据智能化分析模块的建议制定触发条件，当参数超过对应阈值时，或者在预测到未来会有突然增加的用户请求量时触发自动扩展；
基于智能化分析模块提供的建议，自动扩展模块会定义自动扩展的策略，包括增加或减少虚拟机实例的数量、调整存储容量或网络带宽，或者升级服务器配置；
触发条件满足时，自动扩展模块将会自动执行资源调配操作；
在进行资源调配之后，自动扩展模块会持续监控系统的性能指标和负载情况，确保系统能够持续稳定地运行，若工作负载下降，该模块也可以根据智能化分析模块的建议自动收缩资源；
自动扩展模块会将实际调配的结果反馈给智能化分析模块，以便不断优化预测模型和建议策略。
进一步在于，所述容量规划模块规划未来资源需求的具体步骤为：
收集系统的历史数据，包括工作负载、资源利用率、用户请求量，数据涵盖不同时间段的数据，以便进行趋势分析和周期性变化的识别；
对历史数据进行处理，提取出对于容量规划重要的特征，包括日/周/月的周期性变化、系统负载峰值出现的时间段、特定事件带来的额外负载；
基于历史数据，容量规划模块建立预测模型，采用统计方法来预测未来的资源需求；
容量规划模块接收来自智能化分析模块的建议，作为建立预测模型的参考依据；
基于历史数据和智能化分析模块的建议，容量规划模块会模拟不同的容量规划场景，不同的业务发展情况和突发事件，分析每种情况下所需的资源；
根据历史数据、预测模型的结果和智能化分析模块的建议，容量规划模块制定资源配置计划，确定未来一段时间内需要的服务器数量、存储容量、网络带宽；
容量规划模块还会建立监控预警机制，当实际资源使用偏离预期时，将触发相应的资源调整策略。
进一步在于，所述自动优化模块自动优化系统配置和资源分配的处理方式为：通过所述性能监控模块持续收集系统的性能数据，包括CPU利用率、内存使用情况、网络带宽，利用性能监控模块提供的实时数据，结合历史性能数据进行分析，识别潜在的性能瓶颈、资源利用不均衡，自动优化模块接收来自智能化分析模块的建议，基于性能监控模块的实时数据、历史数据和智能化分析模块的建议，自动优化模块制定针对当前系统配置和资源分配的优化策略，自动优化模块自动化地调整系统配置和资源分配。
进一步在于，所述自动优化模块还用于监控系统的响应并收集变化后的性能数据，以验证优化后的结果，并将结果反馈给智能化分析模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
主要解决现有云计算系统中资源管理和任务调度效率低下和缺少计费功能的问题，通过引入资源管理模块、任务调度模块、性能监控模块、智能化分析模块、自动扩展模块、容量规划模块、费用计算模块，实现了对云计算资源的智能化管理和调度，提高了系统的资源利用率和任务处理效率，完善了云计算计费功能。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统组成图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种智能化云计算管理平台，包括：
资源管理模块，用于监控和管理云计算资源，向任务调度模块提供资源信息，包括虚拟机、存储和网络资源；
性能监控模块，用于监控计算资源的性能，包括CPU使用率、内存占用、网络带宽信息，其数据用于被任务调度模块使用；
任务调度模块，用于接收来自用户或其他系统的任务请求，并根据资源管理模块提供的资源信息，提供相应的计算资源，任务调度模块能够通过性能监控模块获取各个节点的实时性能数据，以决定最佳任务分配方式；
安全控制模块用于身份验证和访问控制，身份验证的方式为用户使用用户名和密码进行身份验证，以确认其身份，支持短信验证码验证，访问控制是根据用户角色和责任，分配不同的权限，以控制用户对系统资源的访问和操作；
智能化分析模块，用于对历史数据和实时数据进行分析，提供预测性能和资源需求的智能化建议，为自动扩展模块和容量规划模块提供依据，分析的过程为：收集系统运行的历史数据，包括系统负载、资源利用率、用户请求量、网络流量，同时，持续地收集实时数据，包括当前系统性能指标、资源占用状况，在收集的数据中，进行数据清洗、去噪声、填补缺失值处理，对已经清洗的数据进行特征提取，确定数据特征对于性能和资源需求的影响，包括时间周期、工作负载类型、用户行为，将历史数据和实时数据输入到统计模型中，进行模型训练和分析，模型针对系统负载和资源使用情况进行预测，识别趋势和周期性变化，并提供资源需求的智能化建议，基于历史数据和实时数据的分析结果，预测未来的系统负载情况，包括用户请求量的变化、资源利用率的增长趋势，为自动扩展模块提供调整资源的建议，通过对数据的分析，预测未来系统资源需求的变化，并提供容量规划建议，其中，智能化分析模块会实时监测数据，以更新预测模型，并根据最新的数据提供实时的性能和资源需求建议；
自动扩展模块，用于根据智能化分析模块的建议，自动扩展或缩减计算资源，以满足当前或预期的工作负载需求，自动扩展或缩减计算资源的处理过程为：实时地接收来自智能化分析模块的性能和资源需求建议，包括对于未来负载的预测、系统资源需求的变化趋势，自动扩展模块根据智能化分析模块的建议制定触发条件，当参数超过对应阈值时，或者在预测到未来会有突然增加的用户请求量时触发自动扩展，基于智能化分析模块提供的建议，自动扩展模块会定义自动扩展的策略，包括增加或减少虚拟机实例的数量、调整存储容量或网络带宽，或者升级服务器配置，触发条件满足时，自动扩展模块将会自动执行资源调配操作，在进行资源调配之后，自动扩展模块会持续监控系统的性能指标和负载情况，确保系统能够持续稳定地运行，若工作负载下降，该模块也可以根据智能化分析模块的建议自动收缩资源，自动扩展模块会将实际调配的结果反馈给智能化分析模块，以便不断优化预测模型和建议策略；
容错处理模块，用于提供容错和故障恢复的功能，若系统出现故障，容错处理模块会处理故障情况，确保系统在故障时可以继续运行，容错处理模块通过监控系统状态、资源利用率以及网络连接，来实时检测系统中可能出现的故障或异常，一旦发现故障，容错处理模块会立即采取措施将故障隔离，以防止故障对整个系统造成进一步的影响，采取的措施包括切断与故障系统组件的连接，容错处理模块会启动故障恢复程序，自动或手动地修复故障组件，并重新分配任务和资源，容错处理模块通过定期备份系统数据、配置和状态信息，以便在发生故障时可以快速地进行恢复操作；
数据备份模块，用于对选择的重要数据进行备份；
容量规划模块，用于根据历史数据和智能化分析模块的建议，规划未来资源需求，规划模块规划未来资源需求的具体步骤为：收集系统的历史数据，包括工作负载、资源利用率、用户请求量，数据涵盖不同时间段的数据，以便进行趋势分析和周期性变化的识别，对历史数据进行处理，提取出对于容量规划重要的特征，包括日/周/月的周期性变化、系统负载峰值出现的时间段、特定事件带来的额外负载，基于历史数据，容量规划模块建立预测模型，采用统计方法来预测未来的资源需求，容量规划模块接收来自智能化分析模块的建议，作为建立预测模型的参考依据，基于历史数据和智能化分析模块的建议，容量规划模块会模拟不同的容量规划场景，不同的业务发展情况和突发事件，分析每种情况下所需的资源，根据历史数据、预测模型的结果和智能化分析模块的建议，容量规划模块制定资源配置计划，确定未来一段时间内需要的服务器数量、存储容量、网络带宽，容量规划模块还会建立监控预警机制，当实际资源使用偏离预期时，将触发相应的资源调整策略；
用户管理模块，用于管理用户的权限和访问控制；
费用计算模块，用于根据资源使用情况和费率，计算用户的费用；
可视化监控模块，用于提供系统状态和性能指标的可视化展示，以及用户界面供管理员和用户查看系统的运行情况；
自动优化模块，用于根据性能监控模块的数据和智能化分析模块的建议，自动优化系统配置和资源分配；
能源管理模块，用于管理服务器和设备的能源消耗；
日志记录模块，用于记录系统各项活动，包括用户操作、系统事件和异常情况。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种智能化云计算管理平台，其特征在于，包括资源管理模块、任务调度模块、性能监控模块、安全控制模块、智能化分析模块、自动扩展模块、容错处理模块、数据备份模块、容量规划模块、用户管理模块、费用计算模块、可视化监控模块、自动优化模块、能源管理模块和日志记录模块；
所述资源管理模块用于监控和管理云计算资源，向任务调度模块提供资源信息，包括虚拟机、存储和网络资源；
所述任务调度模块用于接收任务请求，并根据资源管理模块提供的资源信息，提供相应的计算资源；
所述性能监控模块用于监控计算资源的性能，其数据用于被任务调度模块使用；
所述安全控制模块用于身份验证和访问控制；
所述智能化分析模块用于对历史数据和实时数据进行分析，提供预测性能和资源需求的智能化建议，为自动扩展模块和容量规划模块提供依据；
所述自动扩展模块用于根据智能化分析模块的建议，自动扩展或缩减计算资源，以满足当前或预期的工作负载需求；
所述容错处理模块用于提供容错和故障恢复的功能；
所述数据备份模块用于对选择的重要数据进行备份；
所述容量规划模块用于根据历史数据和智能化分析模块的建议，规划未来资源需求；
所述用户管理模块用于管理用户的权限和访问控制；
所述费用计算模块用于根据资源使用情况和费率，计算用户的费用；
所述可视化监控模块用于提供系统状态和性能指标的可视化展示，以及用户界面供管理员和用户查看系统的运行情况；
所述自动优化模块用于根据性能监控模块的数据和智能化分析模块的建议，自动优化系统配置和资源分配；
所述能源管理模块用于管理服务器和设备的能源消耗；
所述日志记录模块用于记录系统各项活动，包括用户操作、系统事件和异常情况。
2.根据权利要求1所述的一种智能化云计算管理平台，其特征在于，所述费用计算模块计算用户的费用过程如下：
虚拟机费用基于每小时的使用时间和实例规格来计算，若虚拟机费用每小时X元，实际运行U个小时，则虚拟机费用为X*U元；
存储费用根据使用量每GB每月P元，若用户一个月使用FGB，则费用为P*F元；
若网络费用按每GB数据传输i元，而用户实际数据传输为HGB，则费用为i*H元；
将上述费用综合，生成费用报表。
3.根据权利要求2所述的一种智能化云计算管理平台，其特征在于，所述安全控制模块用于身份验证，身份验证的方式为：用户使用用户名和密码进行身份验证，以确认其身份，支持短信验证码验证。
4.根据权利要求3所述的一种智能化云计算管理平台，其特征在于，所述智能化分析模块对历史数据和实时数据分析的过程为：
收集系统运行的历史数据，包括系统负载、资源利用率、用户请求量、网络流量，同时，持续地收集实时数据，包括当前系统性能指标、资源占用状况；
在收集的数据中，进行数据清洗、去噪声、填补缺失值处理；
对已经清洗的数据进行特征提取，确定数据特征对于性能和资源需求的影响，包括时间周期、工作负载类型、用户行为；
将历史数据和实时数据输入到统计模型中，进行模型训练和分析，模型针对系统负载和资源使用情况进行预测，识别趋势和周期性变化，并提供资源需求的智能化建议；
基于历史数据和实时数据的分析结果，预测未来的系统负载情况，包括用户请求量的变化、资源利用率的增长趋势，为自动扩展模块提供调整资源的建议；
通过对数据的分析，预测未来系统资源需求的变化，并提供容量规划建议，其中，智能化分析模块会实时监测数据，以更新预测模型，并根据最新的数据提供实时的性能和资源需求建议。
5.根据权利要求4所述的一种智能化云计算管理平台，其特征在于，所述自动扩展模块进行自动扩展或缩减计算资源的处理过程为：
实时地接收来自智能化分析模块的性能和资源需求建议，包括对于未来负载的预测、系统资源需求的变化趋势；
自动扩展模块根据智能化分析模块的建议制定触发条件，当参数超过对应阈值时，或者在预测到未来会有突然增加的用户请求量时触发自动扩展；
基于智能化分析模块提供的建议，自动扩展模块会定义自动扩展的策略，包括增加或减少虚拟机实例的数量、调整存储容量或网络带宽，或者升级服务器配置；
触发条件满足时，自动扩展模块将会自动执行资源调配操作；
在进行资源调配之后，自动扩展模块会持续监控系统的性能指标和负载情况，确保系统能够持续稳定地运行，若工作负载下降，该模块也可以根据智能化分析模块的建议自动收缩资源；
自动扩展模块会将实际调配的结果反馈给智能化分析模块，以便不断优化预测模型和建议策略。
6.根据权利要求5所述的一种智能化云计算管理平台，其特征在于，所述容量规划模块规划未来资源需求的具体步骤为：
收集系统的历史数据，包括工作负载、资源利用率、用户请求量，数据涵盖不同时间段的数据，以便进行趋势分析和周期性变化的识别；
对历史数据进行处理，提取出对于容量规划重要的特征，包括日/周/月的周期性变化、系统负载峰值出现的时间段、特定事件带来的额外负载；
基于历史数据，容量规划模块建立预测模型，采用统计方法来预测未来的资源需求；
容量规划模块接收来自智能化分析模块的建议，作为建立预测模型的参考依据；
基于历史数据和智能化分析模块的建议，容量规划模块会模拟不同的容量规划场景，不同的业务发展情况和突发事件，分析每种情况下所需的资源；
根据历史数据、预测模型的结果和智能化分析模块的建议，容量规划模块制定资源配置计划，确定未来一段时间内需要的服务器数量、存储容量、网络带宽；
容量规划模块还会建立监控预警机制，当实际资源使用偏离预期时，将触发相应的资源调整策略。
7.根据权利要求6所述的一种智能化云计算管理平台，其特征在于，所述自动优化模块自动优化系统配置和资源分配的处理方式为：通过所述性能监控模块持续收集系统的性能数据，包括CPU利用率、内存使用情况、网络带宽，利用性能监控模块提供的实时数据，结合历史性能数据进行分析，识别潜在的性能瓶颈、资源利用不均衡，自动优化模块接收来自智能化分析模块的建议，基于性能监控模块的实时数据、历史数据和智能化分析模块的建议，自动优化模块制定针对当前系统配置和资源分配的优化策略，自动优化模块自动化地调整系统配置和资源分配。
8.根据权利要求7所述的一种智能化云计算管理平台，其特征在于，所述自动优化模块还用于监控系统的响应并收集变化后的性能数据，以验证优化后的结果，并将结果反馈给智能化分析模块。
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