DE102006006250A1

DE102006006250A1 - System und Verfahren für zentralisierte Software-Verwaltung in virtuellen Maschinen

Info

Publication number: DE102006006250A1
Application number: DE102006006250A
Authority: DE
Inventors: Timothy Pfluggerville Abels; Balasubramanian Austin Chandrasekaran
Original assignee: Dell Products LP
Current assignee: Dell Products LP
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2006-09-07
Also published as: FR2885429B1; CN100410882C; SG125199A1; US20060184937A1; GB2423168B; AU2006200571A1; IE20060086A1; JP2006221649A; GB2423168A; GB0813842D0; CN1818873A; GB2451574A; HK1097060A1; TW200643737A; FR2885429A1; GB2451574B; TWI311256B; ITTO20060097A1; GB0602673D0

Abstract

Virtuelle Maschinen eines virtuellen Datenzentrums erzeugen Laufzeitinstanzen mit einem Softwareimage, Hardwarekonfiguration, Verwaltungskonfiguration und Anwender-/Dienstkonfiguration. Ressourceneinsatz eines virtuellen Datenzentrums wird durch Bezug auf die Verwaltungskonfiguration von Laufzeitinstanzen überwacht, zum Beispiel für Umweltsteuergrößen wie etwa Strom, Kühlen und Ausgleichen oder für Richtlinieneinschränkungen für Anwender, Software oder Hardware. Anwender oder Dienste erzeugen Laufzeitinstanzen von gespeicherten virtuellen Maschinen durch Bezug auf die Anwender-/Dienstkonfiguration, wie etwa Preis oder Priorität. In einem Beispiel einer Ausführungsform umfasst das Softwareimage einer virtuellen Maschine eine Anwendungssystem-Vorbereitungsdatei, die ein nur lesbares Anwendungsimage auffüllt, wie es für mehrere virtuelle Maschinen üblich ist. Für jede virtuelle Maschine eindeutige Informationen in Bezug auf die Anwendung werden in der Anwender-/Dienstkonfiguration der virtuellen Maschine gepflegt, und Versionsinformationen werden in der Verwaltungskonfiguration der virtuellen Maschine gepflegt. Aktualisierungen der Anwendung über jede virtuelle Maschine hinweg werden durch Aktualisierung des nur lesbaren Images durchgeführt oder durch jede seiner Konfigurationsinformationen zu Hardwarekonfiguration, Verwaltungskonfiguration oder Anwender-/Dienstkonfiguration.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von virtuellen Maschinen von Informationsverarbeitungssystemen und insbesondere auf ein System und Verfahren für zentralisierte Software-Verwaltung in virtuellen Maschinen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Während der Wert und der Gebrauch von Informationen anhaltend wachsen, suchen Einzelpersonen und Unternehmen nach zusätzlichen Wegen, um Informationen zu verarbeiten und zu speichern. Eine den Nutzern zugängliche Wahlmöglichkeit sind Informationsverarbeitungssysteme. Ein Informationsverarbeitungssystem verarbeitet, übersetzt, speichert und/oder kommuniziert im Allgemeinen Informationen oder Daten für geschäftliche, persönliche oder andere Zwecke, wobei es den Nutzern erlaubt, einen Vorteil aus dem Wert der Informationen zu ziehen. Da der Bedarf und die Anforderungen an Technologie und Informationsverarbeitung zwischen verschiedenen Nutzern und Anwendungen variieren, können Informationsverarbeitungssysteme ebenso variieren in Bezug darauf, welche Informationen verarbeitet werden, wie die Informationen verarbeitet werden, wie viel Informationen verarbeitet, gespeichert oder kommuniziert werden, und wie schnell und effizient die Informationen verarbeitet, gespeichert oder kommuniziert werden können. Die Abweichungen zwischen Informationsverarbeitungssystemen erlauben es, dass Informationsverarbeitungssysteme allgemein sind oder konfiguriert für einen bestimmten Nutzer oder einen bestimmten Gebrauch, wie z. B. die Abwicklung von Finanz-Transaktionen, Fluglinien-Reservierungen, Speicherung von Unternehmensdaten oder globale Kommunikation. Darüber hinaus können Informationsverarbeitungssysteme eine Vielfalt von Hardware- und Software-Komponenten beinhalten, die so konfiguriert werden können, dass sie Informationen verarbeiten, speichern und kommunizieren und ein oder mehrere Computersysteme, Datenspeichersysteme und Netzwerksysteme beinhalten können.

Informationsverarbeitungssysteme verarbeiten typischerweise Informationen mit einer oder mehreren Anwendungen, die auf einen Betriebssystem laufen, das den Betrieb der Hardware-Komponenten koordiniert. Obwohl einzelne (diskrete) Informationsverarbeitungssysteme effektive Werkzeuge zum Verwalten von Information sind, die spezifischen Orten oder Aktivitäten zugeordnet ist, werden die Verarbeitungsmöglichkeiten eines Informationsverarbeitungssystems während inaktiver Zeitdauern oft zuwenig ausgenutzt. Z.B. kann ein Informationsverarbeitungssystem, das einer bestimmten Geschäftsfunktion zugeordnet ist, während längerer Zeiträume ungenutzt sein, damit es verfügbar ist, wenn es gebraucht wird. Während der ungenutzten Zeiträume verbrauchen die physikalischen Verarbeitungskomponenten, wie etwa der Prozessor und Speicherkomponenten, Strom und verlieren an Wert bei begrenzten Mehrwert für das Geschäft. Unternehmen haben die Kosten der ungenutzten Zeiträume allgemein akzeptiert, und dafür die Bequemlichkeit erhalten, wesentliche Informationsverarbeitungssysteme in Betrieb und bereit für wichtige Operationen verfügbar zu haben.

Eine kürzliche Wendung hin zum Gebrauch der Virtualisierung von Ressourcen hat es Unternehmen erlaubt, über die Bequemlichkeit von einzelnen Informationsverarbeitungssystemen zu verfügen, ohne die Kosten des Pflegens und Betreibens von separaten physikalischen Systemen zu haben. Virtualisieirung von Ressourcen entkoppelt Software-Anwendungen von Hardware-Informations-verarbeitungssystemen, indem die Software-Applikationen in „virtuellen Maschinen- Behältern" angeordnet werden. Eine virtuelle Maschine ist eine Software-Abstraktion der Hardware-Schicht, die die gesamte Funktionalität eines physikalischen Hardware-Systems mit Betriebssystemen und Anwendungen bereitstellt, die genau wie ein physikalisches Inforamtionsverarbeitungssystem installiert werden. Eine konventionelle und virtuelle Maschine kann man sich physikalisch als zwei Dateien vorstellen, ein Software-Image und eine generische Hardware-Konfigurationsdatei, die auf der Extensible Markup Language (XML) basieren kann. Das Software-Image stellt das Festplattenlaufwerk der virtuellen Maschine dar, das typischerweise als „virtuelle Festplatte" bezeichnet wird. Die virtuelle Festplatte enthält typischerweise Betriebs-Installationsdateien, Anwendungsdateien und Anwenderdaten-Dateien. Mehrere virtuelle Maschinen, die in einer vernetzten Server-Umgebung gespeichert sind, werden typischerweise als virtuelles Datenzentrum bezeichnet, so dass eine gewünschte virtuelle Maschine nach Bedarf zum Betrieb auf den Ressourcen des Servers verfügbar ist. Virtuelle Maschinen sind nicht an spezifische Ressourcen-Instanzen gebunden, so dass Ressourcen bereitgestellt und wie angefordert dynamisch in ihrer Größe an Anwendungen angepasst werden können, und umgekehrt können Anwendungen zwischen Ressourcen wandern, wenn sich Anforderungen für den Gebrauch der Ressourcen verändern. Hardware-Konfigurationsdateien von virtuellen Maschinen umfassen Größenbemessungen und Details der momentanen Bindungen (current-binding detail), um die Verschiebung von virtuellen Maschinen über die Hardware hinweg und umgekehrt zu unterstützen.

Typischerweise verwaltet ein virtuelles Datenzentrum virtuelle Maschinen mit Datenzentrums-übergreifenden Datenmodellen, wie etwa dem Microsoft System Definition Model (SDM) und EDS Data Center Markup, die die gemeinsame Nutzung einer Konfiguration über Software-Lebenszyklen, Verwaltungssysteme und Virtualisierungssysteme durch Gebrauch von statischen und nicht verteilten Daten erlauben. Allerdings bleibt Software innerhalb eines virtuellen Datenzentrums eng an Verwaltungs- und Steuersysteme gekoppelt, was wiederum Management-Systeme eng an Hardware und Anwender koppelt. Mit anderen Worten ist die Flexibilität von virtuellen Maschinen, die auf verschiedenen Ressourcen ablaufen sollen, durch die Verwaltung der virtuellen Maschinen und das virtuelle Datenzentrum eingeschränkt, wie etwa das Management von Aktualisierungen, Leistungen, Orten, Prioritäten und Privilegien. Als ein Beispiel wird die Softwareverwaltung in einer Datenzentrums- Umgebung mit jedem anwendbaren System verteilt, das individuell verwaltet werden muss. Dies macht Softwareverwaltungsarbeiten wie etwa Patch-Verwaltung mühsam und zeitaufwendig. Um Softwareinstallation, Patch-Verwaltung und Sicherheitsaktualisierung durchzuführen, muss jedes System in einem Datenzentrum auf den neuesten Stand gebracht werden, und Sicherheits- Patches müssen einzeln installiert werden. Ein typisches Datenzentrum hat tausende von virtuellen Maschinen, so dass Ressourcen nicht in der Lage sind, alle virtuellen Maschinen gleichzeitig zu aktualisieren, was in einer heterogenen Umgebung resultiert, in der einige Systeme aktualisiert sind und einige Systeme alte Versionen verwenden. Das Verfolgen von System- Nachrüstungen, um sicherzustellen, dass alle Systeme aktualisiert sind, stellt ein beträchtiges logistisches Problem dar, das oft mehrmals im Jahr wiederholt wird, wenn neue Patches freigegeben werden. Software innerhalb eines virtuellen Datenzentrums bleibt auch eng an Anwender und Anwender-ähnliche Dienste gebunden, wie etwa durch Begrenzen des Gebrauchs von Software durch Software-Anwendungen, die Anwendern angepasst sind, um sicherzustellen, dass Software und Hardware-Anwender-spezifischen Präferenzen genügen, wie etwa Sicherheit, Isolierung, Verwendung und Abrechnung/Rückerstattung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Deshalb ist eine Notwendigkeit für ein System und Verfahren entstanden, das virtuelle Maschinen verwendet, um Software von Anwendern und Diensten zu entkoppeln.

Eine weitere Notwendigkeit besteht für ein System und Verfahren, das virtuelle Maschinen verwendet, um Software von Verwaltungs- und Steuersystemen zu entkoppeln.

Eine weitere Notwendigkeit besteht für ein System und Verfahren, das Software-Verwaltung von Software von virtuellen Maschinen über einem virtuellen Datenzentrum vereinfacht.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden ein System und Verfahren bereitgestellt, welche die mit früheren Verfahren und Systemen zum Verwalten von virtuellen Maschinen in einem virtuellen Datenzentrum verbundenen Nachteile und Probleme wesentlich reduzieren. Die Laufzeitinstanzen (rum time instances) von virtuellen Maschinen werden aus Verwaltungs-Konfigurationsinformation und Anwender-/Dienste- Konfigurationsinformation erzeugt, die an die virtuelle Maschine gekoppelt sind. Deshalb werden virtuelle Maschinen effektiv verwendet, um Verwaltungs- und Steuersysteme von virtuellen Datenzentren von Anwendern und Anwender-ähnlichen Diensten zu entkoppeln.

Insbesondere umfassen virtuelle Maschinen eines virtuellen Datenzentrums ein Software-Image und Server Hardware-Konfiguration, die auf Server Hardware-Ressourcen laufen, wie sie durch eine Ressourcen-Virtualisierungsengine zugewiesen sind. Darüber hinaus umfasst jede virtuelle Maschine eine separate Verwaltungskonfiguration mit Vewaltungspräferenzen und eine Anwender-/Dienste-Konfiguration mit Anwenderpräferenzen. Die Verwaltungspräferenzen umfassen Information für Verwaltungs-bezogene Funktionen, z.B. Umweltsteuerungen wie etwa Strom, Kühlung und Verteilung, Richtlinien, Minima, Maxima oder Einschränkungen für Anwender, Software oder Hardware. Eine Überwachungs-Engine zum Ressourceneinsatz überwacht aktivierte virtuelle Maschinen in einer geschlossenen Schleife mit einer globalen Richtlinien-Engine, um die Zuweisung von virtuellen Maschinen über Verarbeitungskomponenten von Serverressourcen gemäß den Verwaltungspräferenzen anzupassen. Anwender-/Dienstepräferenzen umfassen Informationen zu Priorität und Kosten einer virtuellen Maschine, wie auch andere Parameter wie etwa Sicherungs-Präferenzen und -Häufigkeit oder Sicherheitsebenen. Die Anwender-/Dienste- und Verwaltungs- Konfigurationen machen virtuelle Maschinen selbständig über generische Hardware, Anwender und Systemverwaltung hinweg zur dynamischen Zuweisung zu Verarbeitungskomponenten, um die gewünschten Verwaltungs- und Dienste-Ziele zu erreichen.

In einer Ausführungsform pflegen die Verwaltungs- und Anwender-/Dienste-Konfigurationen Informationen, um die Erzeugung von virtuellen Maschineninstanzen aus einem Image zu ermöglichen, das von einer Anwendung nur gelesen werden kann. Z.B. verfolgt die Verwaltungskonfiguration den Anwendungstyp und die Anwender-/Dienste-Konfiguration verfolgt Information ausschließlich für das System. Anstelle einer separaten virtuellen Festplatte für jede virtuelle Maschine wird eine gemeinsame virtuelle Festplatte für mehrere virtuelle Maschinen verwendet, die dasselbe Betriebssystem und Anwendungen gemeinsam nutzen, wobei eine separate Festplatte für Dateien verwendet wird, die ausschließlich individuellen virtuellen Maschinen gehören, wie etwa Anwenderdaten- Dateien. Eine Instanz einer bestimmten virtuellen Maschine läuft von einer Kopie der gemeinsamen virtuellen Festplatte, die mit einzelnen Informationen von der einzelnen virtuellen Festplatte gefüllt ist. Informationen, die durch die Instanz erzeugt werden, werden auf die einzelne virtuelle Festplatte geschrieben, wobei die gemeinsame virtuelle Festplatte nur zum Lesen gehalten wird, um die Integrität von anderen virtuellen Maschine zu schützen, die die gemeinsame virtuelle Festplatte nutzen. Der Zugang zum Ändern der gemeinsamen virtuellen Festplatte ist beschränkt, etwa auf einem Patch-Verwalter, der über eine Schreiberlaubnis verfügt, um Patches oder Sicherheitsaktualisierungen für Anwendungen auf der gemeinsamen virtuellen Festplatte zu installieren. Z.B. wird ein Patch über mehrere virtuelle Maschinen installiert durch Beenden aller laufenden Instanzen, die eine gemeinsame virtuelle Festplatte verwenden, Anwenden des Patches auf die gemeinsame virtuelle Festplatte und Neustarten der mehreren virtuellen Maschinen aus der aktualisierten gemeinsamen virtuellen Festplatte, so dass Instanzen mit dem Patch laufen.

Die vorliegende Erfindung bietet eine Anzahl von wichtigen technischen Vorteilen. Ein Beispiel eines wichtigen technischen Vorteils ist es, dass virtuelle Maschinen zum Entkoppeln von Software von Verwaltungs- und Steuersystemen eines virtuellen Datenzentrums verwendet werden. Entkoppeln von Verwaltung und Steuerung ermöglicht ein flexibleres Modell, das Verwaltung an generische Systeme von Anwendern, Software und Hardware anpasst, das mehrere Systeme verwaltet, das unabhängige Änderungen von Verwaltung, Anwendern, Software oder Hardware sogar während des Laufens einer virtuellen Maschine erlaubt und das sicherstellt, dass die Verwaltung Richtlinien genügt, zum Beispiel Einhaltung von Umweltschutz, und dass die Hardware Verwaltungs-spezifische Einschränkungen erfüllt, wie etwa Richtlinien oder maximale physikalische Einschränkungen. Entkoppeln der Software von Verwaltung und Steuerung erlaubt Software-Änderungen unabhängig von Verwaltung, Aktualisierungen von laufender Software und stateful Software (Software, die mit ihren Zuständen übertragbar ist), während Verwaltungssysteme darauf zugreifen, und vereinfacht Aktualisierungen von Verwaltungssystemen wie etwa Verwalteränderungen bei Ansichten, Leistungen, Orten, Prioritäten, und Privilegien. Virtuelle Maschinen sind über generische Hardware, Anwender und Systemverwaltung selbständig, um einen vollständigen und reproduzierbaren Schnappschuss bereitzustellen, der Werkzeugkategorien von virtuellen Datenzentren vereinfacht, wie etwa Diagnose, Überprüfung, Sicherung, Klonen, Anhalten/Fortsetzen und Rückerstattern/Abrechnen. Versionieren von Dateien innerhalb einer virtuellen Maschine vereinfacht das Verfolgen von Verwaltungsaktualisierungen, und die separate Verwaltungs- Konfigurationsdatei erlaubt rollenbasierten Zugang zu Konfigurationen innerhalb einer virtuellen Maschine. Virtuelle Maschinen sind über generische Hardware, Anwender und Systemverwaltung selbständig, um einen vollständigen und reproduzierbaren Schnappschuss bereitzustellen, der Werkzeugkategorien von virtuellen Datenzentren vereinfacht, wie etwa Diagnose, Überprüfung, Sicherung, Klonen, Anhalten/ Fortsetzen und Rückerstatten/Berechnen. Versionieren von Dateien innerhalb einer virtuellen Maschine vereinfacht das Verfolgen von Verwaltungsaktualisierungen, und die separate Verwaltungs- Konfigurationsdatei erlaubt rollenbasierten Zugang zu Konfigurationen innerhalb einer virtuellen Maschine.

Ein weiteres Beispiel eines wichtigen technischen Vorteils ist, dass virtuelle Maschinen verwendet werden, um Software von Anwendern und Diensten eines virtuellen Datenzentrums zu entkoppeln. Entkoppeln von Anwendern und Diensten erlaubt eine flexibleres Modell, das Software-Anwendungen an Anwender anpasst, das sicherstellt, dass Software Anwender-spezifische Präferenzen wie etwa Sicherheit behält bzw. einhält, und das sicherstellt, dass Hardware Anwenderspezifische Präferenzen, wie etwa Isolierung, Verwendung und Abrechnen/Rückerstatten behält bzw. einhält. Entkoppeln von Software von Anwendern und Diensten erlaubt Software-Änderungen unabhängig von Nutzern, Aktualisierungen von laufender Software und stateful Software, während Anwender darauf zugreifen, und vereinfacht Anwender- Aktualisierungen von Ansichten, Leistungen, Orten, Prioritäten und Privilegien.

Ein weiteres Beispiel eines wichtigen technischen Vorteils von virtuellen Maschinen ist, dass Software- Verwaltung über einem virtuellen Datenzentrum vereinfacht wird. Ein Patch für eine Anwendung wird auf eine nur lesbare Kopie der Anwendung angewandt. Virtuelle Maschinen, die die Anwendung beinhalten, Booten aus dem nur lesbaren Image, um den Patch zu beinhalten, so dass eine einzige Anwendung des Patches auf die Anwendung effektiv alle virtuellen Maschinen aktualisiert, die die Anwendung beinhalten. Der Gebrauch des nur lesbaren Images, um das Booten von mehrfachen virtuellen Maschinen zu unterstützen, verringert den gesamten Speicher des virtuellen Datenzentrums, da die nur lesbare Kopie der Anwendung als die einzige permanente Kopie der Anwendung gehalten werden kann und alle virtuellen Maschinen, die die nur lesbare Kopie verwenden, einen gemeinsamen Zustand in Bezug auf die Anwendung nutzen. Zusätzlich ist das Klonen von virtuellen Maschinen mit derselben Konfiguration in einer verrin gerten Zeit durchführbar, da die Anwenderdienste-Konfigurationsdatei, die der Anwendung zugeordnet ist, kopiert wird, ohne dass ein Kopieren der ganzen Anwendung erforderlich ist. Darüber hinaus sind Anwendungen selbstständig (selfcontained) und verfügen über ausreichende Informationen, um von spezifischen Bindungen an Anwenderdienste, Systemverwaltung oder Hardware unabhängig zu sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung kam besser verstanden und ihre zahllosen Ziele, Merkmale und Vorteile können Fachleuten offensichtlich gemacht werden, indem auf die beigefügten Zeichnung Bezug genommen wird. Der Gebrauch derselben Bezugszeichens in mehreren Figuren bezeichnet ein ähnliches oder selbes Element.

1 stellt ein Blockdiagramm eines virtuellen Datenzentrums mit Verwaltungskonfigurationen und Anwender-/Dienste-Konfigurationen dar, die jeder virtuellen Maschine zugeordnet sind;

2 stellt ein Blockdiagramme eines virtuellen Datenzentrums mit einem nur lesbaren Image einer Anwendung dar, das Laufzeit- Images von mehreren virtuellen Maschinen unterstützt, die Vorbereitungsdateien von Anwendungssystemen aufweisen; und

3 stellt eine Schichtansicht von virtuellen Maschinen mit einem gemeinsamen Image dar.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Instanzen von virtuellen Maschinen werden in einem virtuellen Datenzentrum erzeugt und überwacht, durch Bezug auf Informationen in einer Management- Konfiguration und einer Verwaltungs-Konfiguration, die jeder virtuellen Maschine zugeordnet sind. Die Verwaltungs- und Anwender-/Dienste-Konfigurationen unterstützen bei der Zuweisung und Überwachung von virtuellen Maschinen an Verarbeitungsressourcen von Informationsverarbeitungssystemen, um die gewünschten Ziele zu erreichen.
Für die Zwecke dieser Offenbarung kann ein Informationsverarbeitungssystem die Mittel oder Anordnungen von Mitteln beinhalten, die geeignet sind, jede Form von Information, Nachrichten oder Daten für geschäftliche, wissenschaftliche, Steuerungs- oder andere Zwecke zu berechnen, klassifizieren, verarbeiten, übermitteln, empfangen, abzufragen, erzeugen, schalten, speichern, darstellen, bekannt machen, ermitteln, aufnehmen, reproduzieren, verarbeiten oder zu nutzen. Zum Beispiel kann ein Informationsverarbeitungssystem ein Personal Computer, ein Netzwerkspeichergerät oder jedes andere geeignete Gerät sein und in Größe, Form, Leistung, Funktionalität und Preis variieren. Das Informationsverarbeitungssystem kann Random Access Memory (RAM) aufweisen, eine oder mehrere Verarbeitungsressourcen wie etwa eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) oder Hardware- oder Software-Steuerlogik, ROM und/oder andere Typen von nicht- flüchtigem Speicher. Zusätzliche Komponenten des Informationsverarbeitungssystems können umfassen: ein oder mehrere Festplattenlaufwerke, einen oder mehrere Netzwerkanschlüsse (Ports) zur Kommunikation mit externen Geräten sowie verschiedene Eingabe- und Ausgabe- (I/O-) Geräte wie etwa eine Tastatur, eine Maus und einen Bildschirm. Das Informationsverarbeitungssystem kann auch einen oder mehrere Busse aufweisen, die geeignet sind, um Nachrichten zwischen den verschiedenen Hardware-Komponenten zu übermitteln.
Mit Bezug auf 1 stellt ein Blockdiagramm ein virtuelles Datenzentrum 10 mit Verwaltungs-Konfigurationen 14 und Anwender-/Dienste-Konfigurationen 16 dar, die jeder virtuellen Maschine 12 zugeordnet sind. Die virtuellen Maschinen 12 arbeiten auf Hardware-Ressourcen 22 eines Servers durch Aufrufen eines Software-Images 18, um basierend auf einer Server-Hardewarekonfiguration 20 zu laufen. Inaktive virtuelle Maschinen werden in globalen Daten 24 gespeichert und durch Zuweisung einer gespeicherten virtuellen Maschine an gewünschte Verarbeitungskomponenten der Server-Hardware-Ressourcen 22 durch eine Ressourcen-Virtualisierungs-Engine 26 aktiviert. Z.B. wird eine Datenverarbeitungsfunktion am Ende eines Geschäftstages durchgeführt, indem eine virtuelle Maschine 12 aufgerufen wird, die die Datenverarbeitungsfunktion durchführt, sobald die Daten verfügbar sind. Ressourcen-Virtualisierungs-Engine 26 weist die virtuelle Maschine 12 einer CPU der Server-Hardware-Ressourcen 22 zu und bootet das Betriebssystem der virtuellen Maschine 12 auf der CPU, um die Funktion auszuführen. Nach dem Abschluss der Datenverarbeitungsfunktion deaktiviert die Ressourcen-Virtualisierungs-Engine 26 die virtuelle Maschine 12 zur Speicherung in den globalen Daten 24. Konventionelle virtuelle Datenzentren koppeln eng an die Verwaltungs- und Steuersysteme wie auch an den Anwender und an durchgeführte anwenderähnliche Dienste, womit die operationale Flexibilität des virtuellen Datenzentrums begrenzt wird, wie etwa durch enges Koppeln der Management-Systeme an Hardware und Anwender. Das virtuelle Datenzentrum 10 von 1 umfasst mit jeder virtuellen Maschine 12 eine Verwaltungskonfiguration 14 und eine Anwender-/Dienste-Konfiguration 16, um Software von Verwaltungs- und Steuersystemen und vom Anwender und von anwenderähnlichen Diensten für eine verbesserte operationale Flexibilität zu entkoppeln.
Die Verwaltungskonfiguration 14 stellt eine verbesserte Flexibilität bereit, in dem Verwaltungsinformation an jede virtuelle Maschine 12 gekoppelt wird, um ein Anpassen der Verwaltung an generische Systeme von Anwendern, Software und Hardware zu erlauben, um das Verwalten von mehreren Systemen zu erlauben, um unabhängige Änderungen der Verwaltung sogar während des Laufens der virtuellen Maschine 12 zu erlauben, um unabhängige Änderungen von Anwendern, Software oder Hardware, sogar während sie läuft, zu erlauben, um sicherzustellen, dass die Verwaltung alle Richtlinieneinhaltungsregeln 28 wie etwa Einhaltung von Umgebungsbedingungen einhält, und um sicherzustellen, dass die Hardware verwaltungsspezifische Einschränkungen wie etwa Richtlinien oder maximale physikalische Grenzen einhält, die durch die Richtlinien-Einhaltungsregeln 28 festgelegt werden. Die Verwaltungskonfiguration 14 kann eine XML-Datei sein, die die Verwaltungspräferenzen in einem standardisierten Format speichert. Das Koppeln von Verwaltungspräferenzen an virtuelle Maschinen mit der Verwaltungskonfiguration 14 unterstützt Verwaltereingaben an Virtualisierungsschichten durch eine Überwachungsengine 30 zum Ressourcengebrauch und Verwalterausgaben an Virtualisierungsschichten durch eine globale Richtlinienengine 32, um Konflikte bei Verwalteraktualisierungen an Anwender, Software und Hardware zu vermeiden, während virtuelle Maschinen laufen. Z.B. definiert die Verwaltungskonfiguration 14 Präferenzen für Ansichten, Leistungen, Ort, Prioritäten und Privilegien einer virtuellen Maschine. Die Präferenzen können durch eine Verwaltungsschnittstelle 34 aktualisiert werden, während eine virtuelle Maschine läuft, in dem die Werte innerhalb der Verwaltungskonfiguration geändert werden. Rollenbasierte Aktualisierungen stellen die Berechtigung bereit, um Werte der Verwaltungskonfiguration basierend auf Zugangsniveaus zu ändern, die durch die globale Richtlinien-Engine 32 genehmigt sind.
Da Verwaltungspräferenzen als Teil der virtuellen Maschine selbst gepflegt werden, vereinfachen vollständig reproduzierbare Schnappschüsse einer virtuellen Maschine Aufgaben für eine Anzahl von Werkzeugen, wie etwa Diagnose, Überprüfung, Sicherung, Klonen, Anhalten/Fortsetzen und Rückerstatten/Abrechnen, und Versionierung kann in der Verwaltungskonfiguration verfolgt werden.
Ein Beispiel von Verwaltungs-Konfigurations-Präferenzen sind Umweltziele, die sich etwa auf Strom, Kühlung und Aufgabenausgleich (task balancing) innerhalb eines virtuellen Datenzentrums beziehen. Die Überwachungsengine 30 zum Ressourcengebrauch überqwacht eine Virtualisierungslaufzeit basierend auf Verwaltungspräferenzen eines Umweltzieles eher als durch direkte Überwachung der Hardware, da eine gegebene virtuelle Ressource physikalisch, global oder nicht lang genug existieren könnte, um Entdeckung, Überwachung und Verwaltung zu erlauben. Die Überwachungsengine 30 zum Ressourcengebrauch erzeugt eine Rückkoppelungsschleife mit der globalen Richtlinienengine 32, um die Zuweisung von virtuellen Maschinen über die Verarbeitungskomponenten der Server-Hardwareressourcen 22 dynamisch anzupassen. Z.B. werden Lasten durch wiederholtes An- und Ausschalten bei Knoten zum Energiesparen und zum Herabsetzen des Stromverbrauchs ohne Nachteile ausgeglichen, soweit es Arbeitslasten und Prioritäten von virtuellen Maschinen zulassen, die über einem virtuellen Datenzentrum laufen. Als weiteres Beispiel und falls Umweltbeschränkungen wie etwa Kühlung erfüllt sind, analysiert die Überwachungs-Engine 30 zum Ressourcengebrauch die Prioritäten, die den Verwaltungspräferenzen von aktiven virtuellen Maschinen zugeordnet sind, so dass die globale Richtlinien-Engine 32 selektiv niedrigere Prioritäten vorschreiben kann, um Kühlanforderungen zu verringern. In alternativen Ausführungsformen leiten Verwaltungspräferenzen die Zuweisung von virtuellen Maschinen durch die Überwachungsengine 30 zum Ressourcengebrauch und die globale Richtlinienengine 32, um Ziele zu erfüllen, die auf verschiedene Richtlinien, Minima, Maxima oder Beschränkungen der Anwender, Software oder Hardware bezogen sind. Verwaltungskonfigurationen sind für rollenbasierte Sicherheit auf der Ebene von Dateien oder Unterdateien verschlüsselt und versioniert.
Die Anwender-/Dienste-Konfiguration 16 bietet verbesserte Flexibilität durch Ankoppeln von Anwender-/Dienste-Information an jede virtuelle Maschine, um das Anpassen von Software-Anwendungen an Nutzer zu ermöglichen, um sicherzustellen, dass Software-Anwender spezifische Präferenzen wie etwa Sicherheit behalten bzw. einhalten, und um sicherzustellen, dass die Hardware Anwenderspezifischen Präferenzen wie etwa Isolation, Ausnutzung und Abrechnung/Rückerstattung behält bzw, einhält. Die Anwender-/Dienste-Konfiguration 16 ist eine XML-Datei, die die Präferenzen für Anwender und Anwender-ähnliche Dienste in einem standardisierten Format speichert. Das Koppeln von Anwender/Dienste-Präferenzen an virtuelle Maschinen mit Anwender-/Dienste-Konfiguration 16 unterstützt Verwaltereingaben an Virtualisierungsschichten durch eine Anwender-/Dienste-Schnittstelle 36 und eine Dienste-Virtualisierungsengine 38. Das Zuordnen der Verwaltungskonfiguration 14 und der Anwender-/Dienste-Konfiguration 16 zu einer virtuellen Maschine liefert ein völlig selbstständiges System, das dynamisch und leicht verteilbar ist, so dass Anwendungen einer virtuellen Maschine über generische Hardware und Anwendern laufen können. Eine völlig selbstständige virtuelle Maschine stellt einen reproduzierbaren Schnappschuss dar, um Werkzeuge wie etwa Diagnose, Überprüfung, Sicherung, Klonen, Anhalten/Fortsetzen und Rückerstatten/ Abrechnen zu vereinfachen, und erlaubt vereinfachtes Verfolgen von Versionsänderungen über der Zeit. Entkoppeln von virtuellen Maschinen von Anwendern und Anwender-ähnlichen Diensten mit der Dienste-Konfiguration erlaubt Softwareänderungen unabhängig von Anwendern, einschließlich Aktualisierungen von laufender stateful Software, während Anwender darauf zugreifen. Anwender werden durch Aktualisierungen der Anwender-/Dienste-Präferenzen der Anwender-/Dienste-Konfiguration aktualisiert, wie etwa Anwenderansichten, Leistungen, Orten, Prioritäten und Privilegien. Verbundene Anwender mit lokalen gespeicherten Zuständen werden durch Aktualisierung der Anwender-/Dienste-Konfiguration aktualisiert, sogar während der Anwender auf die Software zugreift.
Ein Beispiel von Anwender-/Dienste-Präferenzen, die in einer Anwender/Dienste-Konfiguration gespeichert sind, ist eine Anwender-/Dienste-Präferenz für Priorität und Kosten, die einer virtuellen Maschine zugeordnet sind. Z.B. gibt ein Anwender oder ein anwenderähnlicher Dienst Preis- und Kostenparameter für eine virtuelle Maschine 12 in einer Anwender-/Dienste-Konfiguration 16 durch eine Anwender-/Dienste-Schnittstelle 36 ein. Die Dienste-Virtualisierungs-Engine 38 fordert die Erzeugung einer Laufzeitinstanz der virtuellen Maschine mit der Priorität und den Kostenpräferenzen an, so dass die Überwachungs-Engine zum Ressourcengebrauch 30 und die globale Richtlinienengine 32 die Zuweisung der virtuellen Maschine an die Verarbeitungskomponenten der Server-Hardwareressourcen 22 entsprechend der verfügbaren Kapazität und Preiseinschränkungen anpassen, die durch die Einhaltungsregeln 28 festgesetzt sind. Ein weiteres Beispiel einer Anwender-/Dienste-Präferenz ist das anpassbare Festsetzen der Sicherungspräferenzen und Häufigkeit, um Datenintegrität sicherzustellen, oder das anpassbare Festsetzen von Sicherheitsniveaus, um den Zugang zu Daten geeignet einzuschränken. Momentane Bindungsdetails werden zur Laufzeit aktualisiert, während Anwender und Anwenderzustände an sich ändernde Software- und Softwarezustände neu gebunden werden. Dienste-Virtualisierung kann als die Laufzeitumgebung für Instanzen aus einem virtuellen Maschinenpool und einem Pool von Anwendern und anwenderähnlichen Diensten wirken, um virtuelle Maschinen als eine Ressource für Dienstprogramme zu behandeln, einschließlich der Personalisierung von Anwendungen.
Mit Bezug auf 2 stellt ein Blockdiagramm ein virtuelles Datenzentrum mit einem nur lesbaren Anwendungs-Image 40 dar, das Laufzeit-Images von mehreren virtuellen Maschinen 12 unterstützt, die Vorbereitungsdateien von Anwendungssystemen in ihren Software-Images 18 aufweisen. Wenn eine virtuelle Maschine 12 von globalen Daten 24 zum Betrieb auf Server-Hardwareressourcen 22 aufgerufen wird, liest die Ressourcen-Virtualisierungs-Engine 26 das nur lesbare Image 40, um die virtuelle Maschine 12 mit dem nur lesbaren Image 40 der Anwendung zu booten, das mit Informationen aus der Vorbereitungsdatei des Anwendungsystems gefüllt ist, die in dem Software-Image 18 gespeichert sind. Z.B. ist das nur lesbare Image 40 einer Anwendung eine nur lesbare Kopie eines WINDOWS Betriebssystems mit eindeutigen Konfigurationsinformationen für jeden Gebrauch des Betriebssystems durch die virtuelle Maschine wie etwa IP Adresse und Systemname, die mit einem geeigneten Werkzeug, wie etwa dem Laufenlassen des SYSPREP-Programms, entfernt wurde. Die eindeutige Konfigurationsinformation der Anwendung, die mit dem SYSPREP-Werkzeug isoliert wurde, wird in der Anwender-/Dienste-Konfiguration 16 gespeichert, und die Version oder Klasse des Betriebsystems oder der Anwendung wird in der Verwaltungskonfiguration 14 gespeichert. Deshalb agiert das nur lesbare Anwendungs-Image 40 als ein Gold-Image, um das Füllen der systemeindeutigen Informationen in Laufzeitinstanzen von mehreren virtuellen Maschinen über einem virtuellen Datenzentrum mit Schreiboperationen zu unterstützen, die auf die Anwender/Dienste-Konfiguration 16 der virtuellen Maschine durchgeführt werden.
Das Füllen einer gemeinsamen nur lesbaren Anwendung mit eindeutiger Systeminformation liefert eine vereinfachte Wartung der Anwendung, wie etwa das Installieren von Aktualisierungen oder Patches für die Anwendung über einem virtuellen Datenzentrum oder das Klonen von virtuellen Maschinen. Wie in 2 dargestellt, verfügen aktivierte virtuelle Maschinen über eine oder mehrere Anwendungen 42, die auf dem Betriebssystem 44 und der CPU 46 laufen. Aktualisierungen für das nur lesbare Anwendungs-Image 40 werden durch einen Anwendungs-Patchmanager 48 durchgeführt, der auch auf der virtuellen Maschine 12 läuft, und der über eine Schreibberechtigung verfügt, um Aktualisierungen oder Patches auf das nur lesbare Anwendungs-Image 40 anzuwenden. Bevor der Anwendungs-Patchmanager 48 eine Aktualisierung auf das nur lesbare Anwendungs-Image 40 anwendet, werden virtuelle Maschinen, die diese Anwendungen laufen lassen, entweder beendet oder gespeichert, so dass Leseoperationen von dem nur lesbaren Anwendungs-Image 40 während der Aktualisierung nicht angefordert werden. Zwischenspeichern (Cashing) eines Image der Anwendung vor der Aktualisierung erlaubt es kritischen virtuellen Maschinen ihren Betrieb fortzusetzen, während die Aktualisierung durchgeführt wird. Nachdem die Aktualisierung durch den Anwendungs-Patchmanager 48 durchgeführt wurde, werden die beendeten virtuellen Maschinen neu gestartet, um mit dem aktualisierten nur lesbaren AnwendungsImage 40 zu laufen. Virtuelle Maschinen, die von einer zwischengespeicherten Kopie der Anwendung vor der Aktualisierung laufen, können von dem aktualisierten nur lesbaren Anwendungs-Image 40 zu einer passenden Zeit neu gestartet werden. Der Gebrauch einer einzelnen Stelle zur Software-Verwaltung stellt sicher, dass alle virtuellen Maschinen, die das nur lesbare Anwendungs-Image 40 verwenden, in einer einzigen Operation mit weniger Verwendung von Speicherressourcen aktualisiert werden. Ähnlich verringert der Einfluss des nur lesbaren Anwendungs-Images während des Klonens einer virtuellen Maschine durch einen virtuellen Maschinenkloner 50 die Zeit und Ressourcen, die zum Durchführen des Klonens benötigt werden. Kopierzeit wird verringert, in dem das Software-Image mit der Vorbereitungsdatei des Anwendungssystems kopiert wird, ohne das nur lesbare Anwendungs-Image 40 zu kopieren.
Mit Bezug auf 3 ist eine Schichtansicht von virtuellen Maschinen mit einem gemeinsamen Image dargestellt. Eine Hardwareschicht 52 verfügt über die physikalische Hardware, um Instanzen von virtuellen Maschinen zu unterstützen, wie etwa Prozessor- und Speicherressourcen. Z.B. umfasst ein Datenzentrum oft mehrere Informationsverarbeitungssystem-Server, die virtuellen Maschineninstanzen zugewiesen sind. Die Hardware-Schicht umfasst einen gemeinsam genutzten Speicher 54, wie etwa ein oder mehrere untereinander verbundene Festplattenlaufwerke. Der gemeinsam genutzte Speicher 54 speichert das nur lesbare Anwendungs-Image, das geklont wird, um Instanzen von virtuellen Maschinen 12 zu erzeugen. Eine Ressourcen-Virtualisierungsschicht 56 weist die Hardware-Ressourcen der Hardware-Schicht 52 zum Gebrauch durch die virtuelle Maschinenschicht 58 zu. In der virtuellen Maschinenschicht 58 laufen mehrere virtuelle Maschinen 12 als Klone des nur lesbaren Anwendungs-Images 40, das mit für jede virtuelle Maschine 12 eindeutigen Informationen gefüllt ist. Der Anwendungs-Patchmnanager 48 läuft als eine virtuelle Maschine, die auf das nur lesbare Anwendungs-Image 40 Zugriff hat. Wenn Patches auf das nur lesbare Image angewandt werden, beendet der Anwendungs-Patchmanager 48 die virtuellen Maschinen 12, die einen Klon des nur lesbaren Images verwenden, wendet den Patch auf das nur lesbare Image an und startet die virtuellen Maschinen neu, die mit einem Klon des Images laufen.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wurde, sollte es klar sein, das verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen hieran gemacht werden können, ohne von dem Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den angehängten Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Ein System zum Warten von virtuellen Maschinen eines virtuellen Datenzentrums, das System aufweisend: globale Daten, geeignet zum Speichern von mehreren virtuellen Maschinen; mehrere virtuelle Maschinen, die in den globalen Daten gespeichert sind, wobei jede virtuelle Maschine eine Hardware-Konfiguration und ein Software-Image aufweist, wobei das Software-Image wenigstens eine Anwendungssystemvorbereitungsdatei aufweist; ein nur lesbares Anwendungs-Image, das in den globalen Daten gespeichert ist; mehrere Verarbeitungskomponenten, die zum Ablaufen auf den virtuellen Maschinen bereit; und eine Ressourcen-Virtualisierungs-Engine, die geeignet ist, auf einer virtuellen Maschineninstanz auf den Verarbeitungskomponenten zu laufen durch Auffüllen des nur lesbaren Anwendungs-Images mit der Anwendungs-Vorbereitungsdatei, um eine Laufzeitinstanz der Anwendung zu erzeugen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Anwendung ein Betriebssystem aufweist.
System gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Anwendungs-Patchmanager, der geeignet ist, die Anwendung mit einem oder mehreren Patches durch Anwendung der Patches auf das nur lesbare Anwendungs-Image zu aktualisieren.
System gemäß Anspruch 3, wobei der Patchmanager eine virtuelle Maschine aufweist, die geeignet ist, auf den Verarbeitungskomponenten zu laufen.
System gemäß Anspruch 3, wobei der Anwendungs-Patchmanager die Anwendung aktualisiert durch Beenden aller virtuellen Maschinen, die auf das nur lesbare Image zugreifen, Installieren der Patches auf dem nur lesbaren Image und Neustarten der beendeten virtuellen Maschinen.
System gemäß Anspruch 3, wobei der Anwendungs-Patchmanager die Anwendung aktualisiert durch Speichern einer Kopie der Anwendung im Cache-Speicher, Laufenlassen von einer oder mehreren virtuellen Maschinen aus dem Cache-Speicher, die auf das nur lesbare Image zugreifen, Installieren der Patches auf dem nur lesbaren Image und Neustarten der virtuellen Maschinen, die auf den Cache-Speicher zugreifen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die virtuellen Maschinen weiterhin eine Verwaltungskonfiguration mit Anwendungsversionsinformationen aufweisen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die virtuellen Maschinen weiterhin eine Anwender-/Dienstekonfiguration mit Sicherheitszugangsinformationen aufweisen, die der Anwendung zugeordnet sind.
System gemäß Anspruch 1, wobei die virtuellen Maschinen weiterhin eine Anwender-/Dienstekonfiguration aufweisen, die geeignet ist, systemspezi fische Informationen zu speichern, die dem Betrieb der Anwendung auf der virtuellen Maschine zugeordnet ist.
System gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen virtuellen Maschinenkloner, der geeignet ist, eine virtuelle Maschine durch Kopieren der Anwendungssystem-Vorbereitungsdatei zu klonen.
Ein Verfahren zum Warten von virtuellen Maschinen eines virtuellen Datenzentrums, das Verfahren aufweisend: Speichern eines nur lesbaren Images einer Anwendung in dem virtuellen Datenzentrum; Speichern von mehreren virtuellen Maschinen in dem virtuellen Datenzentrum, wobei jede virtuelle Maschine eine Hardwarekonfiguration und ein Softwareimage aufweist, und wobei das Softwareimage eine der Anwendung zugeordnete Systemvorbereitungsdatei aufweist; und Erzeugen einer Laufzeitinstanz einer virtuellen Maschine durch Auffüllen des nur lesbaren Images der Anwendung mit der Systemvorbereitungsdatei der virtuellen Maschine.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Anwendung ein Betriebssystem aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, weiterhin aufweisend: Kopieren eines Aktualisierungs-Patches zu dem nur lesbaren Image der Anwendung, um die Anwendung zu aktualisieren; und Auffüllen der aktualisierten Anwendung mit der Systemvorbereitungsdatei einer virtuellen Maschine, um eine Laufzeitinstanz der virtuellen Maschine zu erzeugen, auf der die aktualisierte Anwendung läuft.
Verfahren gemäß Anspruch 13, weiterhin aufweisend: Beenden von einer oder mehreren virtuellen Maschinen, auf der die Anwendung läuft, vor dem Kopieren des Aktualisierungspatches; und Neustarten der beendeten virtuellen Maschinen nach dem Kopieren des Aktualisierungspatches.
Verfahren gemäß Anspruch 13, weiterhin aufweisend: Speichern von einer oder mehreren virtuellen Maschinen, auf denen die Anwendung läuft, in einem Cache-Speicher vor dem Kopieren des Aktualisierungspatches; Laufenlassen der virtuellen Maschinen aus dem Cache-Speicher während des Kopierens des Aktualisierungspatches; und Neustarten der gespeicherten virtuellen Maschinen aus der aktualisierten Anwendung.
Verfahren gemäß Anspruch 11, weiterhin aufweisend: Klonen von einer oder mehreren virtuellen Maschinen durch Kopieren der Systemvorbereitungsdatei.
Verfahren gemäß Anspruch 11, weiterhin aufweisend: Verfolgen der Version der Anwendung, die einer virtuellen Maschine zugeordnet ist, in einer Verwaltungskonfiguration, die mit der virtuellen Maschine gespeichert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, weiterhin aufweisend: Erzeugen von Informationen in der virtuellen Maschine zum Schreiben auf das Anwendungsimage; und Schreiben der erzeugten Informationen in eine Anwender-/Dienstekonfiguration der virtuellen Maschine.
Eine virtuelle Maschine, aufweisend: eine Hardwarekonfiguration; ein Softwareimage mit einer Systemvorbereitungsdatei, die einer Anwendung zugeordnet ist, wobei die Systemvorbereitungsdatei geeignet ist, ein nur lesbares Image der Anwendung aufzufüllen und wobei das nur lesbare Image separat von der virtuellen Maschine gespeichert ist; und eine Anwender-/Dienstekonfiguration, die geeignet ist, Schreiboperationen aufzunehmen, die durch die Anwendung während Laufzeitinstanzen der virtuellen Maschine erzeugt werden.
Virtuelle Maschine gemäß Anspruch 19, weiterhin aufweisend eine Verwaltungskonfiguration, die geeignet ist, Versionsinformationen zu spei chern, die Aktualisierungen des nur lesbaren Images der Anwendung zugeordnet sind.