TWI452518B - 虛擬機器的配置方法與使用其之伺服器系統 - Google Patents

Description

虛擬機器的配置方法與使用其之伺服器系統

一種虛擬機器的配置方法，特別有關於一種虛擬機器的配置方法與使用其之伺服器系統。

隨著科技的發展，透過網際網路能夠使得世界各地的電腦進行連結。一台電腦透過網路連線便能夠與另一台電腦進行資料的交換、存取等動作。在客戶端與伺服器系統架構上，客戶端與伺服器便是透過網路來進行溝通。

一般來說，伺服器系統可配置有多個節點，且每一個節點同時運行多個虛擬機器(Virtual Machine,VM)，藉以提供給每一使用者獨立的運作環境。並且，每個節點可視為各自獨立的計算機，亦即各節點具有記憶體、儲存空間、運算能力與網路連結功能。因此，各節點可以運行獨自的作業系統，且各節點之間也可以透過網路交換器(Switch)進行溝通與資料傳輸。

然而，在伺服器系統架構完畢後，各節點內所需配置的虛擬機器會根據原廠設定的配置方式而進行配置，使用者並無法視其需求而選定適當之虛擬機器的配置方式，亦即虛擬機器應配置於哪一個節點上以進行運行，而造成使用上的不便利。雖然，現有技術以提供可讓使用者選定配置方式，以將虛擬機器配置到適當的節點上運行，但是此仍需要使用者以手動的方式進行調整，仍會造成使用的不便利。

鑒於以上的問題，本揭露在於提供一種虛擬機器的配置方法與使用其之伺服器系統，藉以可依據伺服器系統的運作狀態，而自動調整虛擬機器的配置，以增加使用的便利性。

本揭露之一種虛擬機器的配置方法，適於伺服器系統，此伺服器系統具有多個節點，例如為提供基礎設施即服務(Infrastructure as a Service,IaaS)之貨櫃式(Container)資料中心(Data Center)。虛擬機器的配置方法包括下列步驟。收集多個虛擬機器的相關資訊，其中這些虛擬機器依據多個配置策略其中之一而配置於前述節點，且前述虛擬機器包括於至少一虛擬叢集中。對虛擬機器的相關資料進行分析，以取得對應至少一虛擬叢集的虛擬叢集特性。依據虛擬叢集特性，由前述配置策略中對應出新配置策略。依據新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點。

在一實施例中，前述新配置策略包括系統效率優先、下載優先、上載優先。

在一實施例中，前述將虛擬機器重新分配至對應的節點的步驟包括將虛擬機器集中分配至部分的節點以及距離路由器較近的該些節點。

在一實施例中，前述虛擬機器的相關資訊包括虛擬機器之間的通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量。

在一實施例中，前述虛擬機器的配置方法更包括下列步驟。偵測是否有致能訊號。當偵測到有致能訊號，則進入依據新配置策略，將虛擬機器分重新分配至對應的節點的步驟。當偵測到無致能訊號，則進入收集多個虛擬機器的相關資訊的步驟。

本揭露另提出一種伺服器系統，包括多個節點、交換器單元、資料庫與控制單元。前述節點配置多個虛擬機器，其中這些虛擬機器包括於至少一虛擬叢集中。交換器單元耦接前述節點。資料庫用以儲存多個配置策略。控制單元耦接交換器單元與資料庫，用以收集虛擬機器的相關資料，並對相關資料進行分析，以取得對應至少一虛擬叢集的虛擬叢集特性，再依據虛擬叢集特性於前述多個配置策略對應出新配置策略，之後依據新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點。

在一實施例中，前述配置策略包括系統效率優先、下載優先與上載優先。

在一實施例中，前述伺服器系統更包括路由器且交換器單元包括多個交換器，路由器耦接至交換器其中之一，且控制單元將虛擬機器分配至部分的節點以及距離路由器較近之交換器所耦接的節點。

在一實施例中，前述虛擬機器的相關資訊包括虛擬機器之間的通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量。

在一實施例中，前述控制單元更偵測是否有致能訊號，當偵測到有致能訊號時，控制單元則依據新配置策略，將虛擬機器分重新分配至對應的節點，當偵測到無致能訊號時，控制單元持續收集虛擬機器的相關資訊。

本揭露之虛擬機器的配置方法與使用其之伺服器系統，藉由收集虛擬叢集之多個虛擬機器的相關資訊，並據此取得對應虛擬叢集的虛擬叢集特性，再由多個配置策略中對應出一新配置策略，以將虛擬機器重新分配，並配置到對應的節點。如此一來，可動態移動虛擬機器，以調整伺服器系統至適當的運作狀態，以增加使用的便利性。

有關本揭露的特徵與實作，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參考「第1圖」所示，其係為本揭露之伺服器系統的方塊圖。本實施例之伺服器系統100可運行一雲端作業系統(cloud operation system,cloud OS)，且例如為提供基礎設施即服務(Infrastructure as a Service,IaaS)之貨櫃式(Container)資料中心(Data Center)。伺服器系統100包括多個節點110_1~110_N、交換器單元120、資料庫130與控制單元140與路由器(router)150，其中N為大於1的正整數。

在本實施例中，可將若干個節點(例如節點110_1~110_3)視為一集合，並例如將這些節點所容置的空間定義為區域(zone)160_1。由此可知，本實施例的節點110_1~110_N可形成多個區域160_1~160_M，其中M<N。並且，可再將若干個區域(例如區域160_1~160_2)視為一集合，並例如將這些區域所容置的空間定義為機櫃(rack)170_1。由此可知，本實施例的區域160_1~160_M可形成多個機櫃170_1~170_L，其中L<M。

為了方便說明，「第1圖」中僅繪示出機櫃170_1具有區域160_1~160_2，區域160_1具有節點110_1~110_3，機櫃170_L具有區域160_M-1~160_M，區域160_M具有節點110_N-2、110_N-1、110_N，亦即以每一區域具有3個節點以及每一機櫃具有2個區域為例，但本揭露揭露不限於前述實施態樣，實際上可依不同的機櫃與區域的容積大小而進行相應的調整。

交換器單元120耦接節點110_1~110_N。在本實施例中，交換器單元120還可包括多個交換器(switch)121_1~121_N，且交換器121_1~121_N彼此耦接，且耦接至對應的節點，用以進行各節點110_1~110_N間的資料傳遞與資訊交換。

資料庫130中具有多個配置策略。在本實施例中，配置策略可包括系統安全性(security)優先、系統效率(performance)優先、下載(download)優先、上載(upload)優先與上下載優先。而這些配置策略可為廠商於伺服器系統100製作完成預設於資料庫130中，或是伺服器系統100可提供圖形使用者介面(graphic user interface,GUI)，以供使用者另外建立使用者自定義的配置策略。也就是說，使用者依其需求建立不同優先程度的配置策略。

舉例來說，使用者可將系統效率優先、下載優先與上載優先的程度設為「高」、「中」與「低」，以使得伺服器系統100可據此設定虛擬機器的配置方式。另外，使用者自定義的配置策略亦可同時包含「系統效率優先程度、上載優先程度、下載優先程度」。舉例來說，當配置策略為「高、高、高」時，表示系統效率優先程度、上載優先程度與下載優先程度都為「高」，亦即虛擬叢集內之虛擬機器需要大量運算資料，且虛擬叢集需要大量對外進行資料通訊。

當配置策略為「中、中、中」時，表示系統效率優先程度、上載優先程度與下載優先程度都為「中」，亦即虛擬叢集內之虛擬機器需要適當運算資料，且虛擬叢集需要適當對外進行通訊。當配置策略為「低、低、低」時，表示系統效率優先程度、上載優先程度與下載優先程度都為「低」，表示虛擬叢集內之虛擬機器很少量運算資料，且虛擬叢集很少對外進行通訊。

控制單元140耦接交換器單元120(例如交換器121_1)與資料庫130。在本實施例中，當伺服器系統100配置完成後，控制單元140例如接收配置指令(例如藉由使用者視其需求而透過圖形使用者介面產生)，並依據配置指令於配置策略中取得其一作為選擇配置策略，再依據前述的選擇配置策略，將至少一虛擬叢集(virtual cluster,VC)的多個虛擬機器(virtual machine,VM)分配至對應的節點110_1~110_N，使得伺服器系統100可正常運作。

接著，控制單元140會收集前述虛擬叢集之虛擬機器的相關資訊。其中，虛擬機器的相關資訊包括虛擬機器之間的通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量。之後，控制單元140會對虛擬機器的相關資訊進行分析，以取得對應此虛擬叢集的虛擬叢集特性，再依據虛擬叢集特性，由資料庫130中之多個配置策略中對應出新配置策略。接著，控制單元140再依據新配置策略，將虛擬機器進行重新分配並分配至對應的節點110_1~110_N。

在一實施例中，在取得新配置策略後，控制單元140更可偵測一致能訊號。當偵測到有致能訊號時，控制單元140則依據新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點。反之，當偵測到無致能訊號時，控制單元140則不會將虛擬機器重新分配，而持續地收集前述虛擬叢集之虛擬機器的相關資料，以重新取得對應的一新配置策略，直到偵測到有致能訊號為止。

路由器150耦接交換器單元120，用以將各節點的資料透過網路(internet)180傳送至客戶端(client)190，或者將透過網路180接收客戶端190所傳送的資料，並將其所接收的資料透過交換器單元120傳送至各節點。並且，本實施例之路由器150可包括輸出路由器(outgoing router)與輸入路由器(ingoing router)。其中，輸出路由器可將各節點的資料透過網路180傳送至客戶端190，而輸入路由器可藉由網路180接收客戶端190所傳送的資料，且輸入路由器所接收的資料可再經由交換器單元120傳送至各節點。如此一來，控制單元140可依據伺服器系統100的運作而動態移動虛擬機器的位置，使得伺服器系統100調整至適當的運作狀態。另外，控制單元140還可視使用者的需求決定是否調整伺服器系統100的運作狀態，進而增加使用的便利性。

接下來，將進一步說明本揭露之伺服器系統100的操作。

首先，當伺服器系統100配置完成後，使用者透過圖形使用者介面建立前述的虛擬叢集，且此虛擬叢集具有多個虛擬機器。接著，使用者再透過圖形使用者介面產生配置指令(即虛擬機器的配置方案)，並由控制單元140所接收。之後，控制單元140會依據配置指令而於資料庫130中取得對應的配置策略，以進行預定之虛擬機器的配置，以使伺服器系統100正常運作。

當配置策略為系統效率優先時，表示需要將虛擬機器集中分配至部分的節點。舉例來說，控制單元140可優先將所有虛擬機器配置於同一個節點(例如節點110_1)。在另一實施例中，若是節點110_1所能配置之虛擬機器的數量已達上限，則進一步將剩餘的虛擬機器配置於同一區域160_1內之另一節點110_2。接著，若是區域160_1內之所有節點110_1~110_3所能配置之虛擬機器的數量都已達上限，則進一步將剩餘的虛擬機器配置於同一機櫃170_1內之另一區域160_2之一個節點(例如110_4，未繪示)，以此類推，直到所有虛擬機器配置完成。也就是說，當選擇配置策略為系統效率優先時，則盡量將所有虛擬機器都配置於同一節點，以使得伺服器系統100可完成大量的運算操作。

當配置策略為程度「高」的系統效率優先時，表示需要將虛擬機器依序配置於同一機櫃、同一區域與同一節點。因此，控制單元140例如儘量將所有虛擬機器依序配置於機櫃170_1、區域160_1與節點110_1。當選擇配置策略為程度「中」的系統效率優先時，表示需要將虛擬機器依序配置於同一機櫃、同一區域與不同節點。因此，控制單元140例如將所有虛擬機器依序配置於機櫃170_1、區域160_1~160_2與節點110_1~110_6。

當選擇配置策略為程度「低」的系統效率優先時，表示需要將虛擬機器依序配置於同一機櫃、不同區域與不同節點。因此，控制單元140例如將虛擬機器依序配置於機櫃170_1、區域160_1~160_M與節點110_1~110_N。

當配置策略為下載優先與上載優先時，則需要將虛擬機器配置於距離路由器150較近之交換器所耦接的節點。因此，控制單元140虛擬機器配置於距離路由器150較近之交換器(例如交換器121_1)所耦接的節點。其中，當控制單元140將虛擬機器配置於距離輸出路由器較近之交換器121_1所耦接的節點時，伺服器系統100可利用虛擬機器大量經由網路180將資料傳送出去，亦即客戶端190可藉由網路180向伺服器系統100下載大量的資料。

另外，當控制單元140將虛擬機器配置於距離輸入路由器較近之交換器121_1所耦接的節點時，伺服器系統100可大量經由網路180中得到服務需求(service requests)或資料(data)，亦即客戶端190可藉由網路180將資料上載至伺服器系統100。此外，當控制單元140同時將虛擬機器配置於距離輸入路由器與輸出路由器較近之交換器121_1所耦接的節點，以便伺服器系統100可利用虛擬機器大量經由網路180將資料傳送出去(即傳送至客戶端190)，且同時大量經由網路180中得到服務需求或資料。

當選擇配置策略為程度「高」的下載優先與上載優先時，控制單元140會將虛擬機器配置於距離路由器150(輸出路由器、輸入路由器與輸出路由器及輸入路由器)較近之交換器121_1所耦接的節點。如此一來，伺服器系統100可大量傳送或接收資料。

當選擇配置策略為程度「中」的下載優先與上載優先時，控制單元140會將虛擬機器配置於距離路由器150(輸出路由器、輸入路由器與輸出路由器及輸入路由器)較近之交換器121_1與交換器121_N之間所耦接的節點。如此一來，伺服器系統100可適中的傳送或接收資料。當選擇配置策略為程度「低」的下載優先與上載優先時，控制單元140會將虛擬機器配置於距離路由器150(輸出路由器、輸入路由器與輸出路由器及輸入路由器)較遠之交換器121_N之間所耦接的節點。如此一來，伺服器系統100可小量的傳送或接收資料。

另外，當選擇配置策略分別為「高、高、高」、時，控制單元140會將虛擬機器配置於同一機櫃、同一區域與同一節點，且虛擬機器會配置於距離路由器150較近之交換器(例如121_1)所耦接的節點。當選擇配置策略為「中、中、中」時，控制單元140會將虛擬機器配置於同一機櫃、同一區域與不同節點，且虛擬機器會配置於距離路由器150較近之交換器(例如121_1)與交換器(例如121_N)之間所耦接的節點。

當選擇配置策略為「低、低、低」時，控制單元140會將虛擬機器配置於同一機櫃、不同區域與不同節點，且虛擬機器會配置於距離路由器150較遠之交換器(例如121_N)之間所耦接的節點。

接著，在控制單元140會收集前述虛擬叢集之虛擬機器的相關資料，也就是收集虛擬機器之間通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量。其中，虛擬機器之間的通訊量表示為伺服器系統100之資料的運算效率；虛擬機器傳送的資料量表示經由路由器150透過網路180傳送資料至客戶端190的資料量；虛擬機器接收的資料量表示經由路由器150透過網路180接收客戶端所傳送之資料的資料量。

之後，控制單元140會對虛擬機器之間通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量進行分析，亦即分別與一預設值進行比對，以區分出「虛擬機器之間通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量」為「高」、「中」與「低」，亦即對應虛擬叢集的虛擬叢集特性。

接著，控制單元140會依據虛擬叢集特性，於資料庫130中的多個配置策略中對應出新配置策略。舉例來說，當虛擬叢集特性為「高、高、高」，表示虛擬叢集內之虛擬機器需要大量運算資料，且虛擬叢集需要大量對外進行資料通訊，故控制單元140會據此對應出系統效率優先程度、上載優先程度與下載優先程度都為「高」的新配置策略。之後，控制單元140會依序「高、高、高」的新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點110_1~110_N。

當虛擬叢集特性為「高、低、高」，表示虛擬叢集內之虛擬機器需要大量運算資料，且虛擬叢集需要少量對外進行資料通訊而大量接收外部資料，故控制單元140會據此對應出系統效率優先程度、上載優先程度與下載優先程度都為「高、低、高」的新配置策略。之後，控制單元140會依序「高、低、高」的新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點110_1~110_N。如此一來，控制單元140可根據伺服器系統100的運作而動態移動虛擬機器，使伺服器系統100調整至適當的運作狀態。

另外，在取得新配置策略後，控制單元140可進一步偵測一致能訊號。其中，致能訊號例如可由使用者透過圖形使用者介面產生，以便控制是否以新配置策略來調整節點110_1~110_N內之虛擬機器的配置。當偵測到有致能訊號時，控制單元140則依據新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點。反之，當偵測到無致能訊號時，控制單元140則不會將虛擬機器重新分配，而持續地收集前述虛擬叢集之虛擬機器的相關資料，以重新取得對應的一新配置策略，直到偵測到有致能訊號為止。如此一來，控制單元140還可視使用者的需求決定是否調整伺服器系統100的運作狀態，進而增加使用的便利性。

藉由前述實施例的說明，可以歸納出一種虛擬機器的配置方法。請參考「第2圖」所示，其係為本揭露之虛擬機器的配置方法流程圖。本實施例的配置方法適用於伺服器系統，而此伺服器系統具有多個節點。在步驟S210中，收集多個虛擬機器的相關資訊，其中前述虛擬機器依據多個配置策略其中之一而配置於前述多個節點，且虛擬機器包括於至少一虛擬叢集中。在步驟S220中，對虛擬機器的相關資料進行分析，以取得對應至少一虛擬叢集的虛擬叢集特性。在步驟S230中，依據虛擬叢集特性，由配置策略中對應出新配置策略。在步驟S240中，依據新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點。

在本實施例中，前述配置策略包括系統效率優先、下載優先與上載優先。虛擬機器的相關資訊包括虛擬機器之間的通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量。另外，步驟S240進一步將虛擬機器集中分配至部分的節點以及距離路由器較近的節點。如此一來，可使得伺服器系統具有較好的效率與訊息交換速度，以增加使用的便利性。

請參考「第3圖」所示，其係為本揭露之另一虛擬機器的配置方法流程圖。本實施例的配置方法適用於伺服器系統，而此伺服器系統具有多個節點。在步驟S310中，收集多個虛擬機器的相關資訊，其中前述虛擬機器依據多個配置策略其中之一而配置於前述多個節點，且虛擬機器包括於至少一虛擬叢集中。在步驟S320中，對虛擬機器的相關資料進行分析，以取得對應至少一虛擬叢集的虛擬叢集特性。在步驟S330中，依據虛擬叢集特性，由配置策略中對應出新配置策略。

在步驟S340中，偵測是否有一致能訊號。當偵測到有致能訊號時，則進入S350，依據新配置策略，將虛擬機器重新分配至對應的節點。而當偵測到無致能訊號，則重新進入步驟S310，持續收集多個虛擬機器的相關資訊，且進行後續的分析以獲得另一配置策略，直到偵測到有致能訊號並進入步驟S350為止。

另外，步驟S350執行完成後，可再回到步驟S310，重新收集多個虛擬機器的相關資訊，並重複進行步驟S310~S350，以重新取得新配置策略。接著，依據重新取得之新配置策略，再次將虛擬機器重新分配至對應的節點，使伺服器系統進一步調整至適當的運作狀態。之後，步驟S350再次執行完成後，可再回到步驟S310，以繼續進行虛擬機器之重新配置的相關操作。

在本實施例中，前述配置策略包括系統效率優先、下載優先與上載優先。虛擬機器的相關資訊包括虛擬機器之間的通訊量、虛擬機器傳送的資料量與虛擬機器接收的資料量。另外，步驟S350進一步將虛擬機器集中分配至部分的節點以及距離路由器較近的節點。如此一來，可使得伺服器系統具有較好的效率與訊息交換速度，以增加使用的便利性。

本揭露之實施例的虛擬機器的配置方法與使用其之伺服器系統，藉由收集虛擬叢集之多個虛擬機器的相關資訊，並據此取得對應虛擬叢集的虛擬叢集特性，再由多個配置策略中對應出一新配置策略，以將虛擬機器重新分配，並配置到對應的節點。如此一來，可動態移動虛擬機器，以調整伺服器系統至適當的運作狀態。另外，還可視使用者的需求(例如致能訊號)決定是否調整伺服器系統的運作狀態，進而增加使用的便利性。

雖然本揭露以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習相像技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本揭露之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．伺服器系統

110_1~110_N．．．節點

120．．．交換器單元

121_1~121_N．．．交換器

130．．．資料庫

140．．．控制單元

150．．．路由器

160_1~160_M．．．區域

170_1~170_L．．．機櫃

180．．．網路

190．．．客戶端

第1圖係為本揭露之伺服器系統的方塊圖。

第2圖係為本揭露之虛擬機器的配置方法流程圖。

第3圖係為本揭露之另一虛擬機器的配置方法流程圖。

Claims (8)

1. 一種虛擬機器的配置方法，適於一伺服器系統，該伺服器系統具有多個節點，該虛擬機器的配置方法包括：收集多個虛擬機器的相關資訊，其中該些虛擬機器依據多個配置策略其中之一而配置於該些節點，且該些虛擬機器包括於至少一虛擬叢集中；對該些虛擬機器的相關資訊進行分析，以取得對應該至少一虛擬叢集的一虛擬叢集特性；依據該虛擬叢集特性，由該些配置策略中對應出一新配置策略；以及依據該新配置策略，將該些虛擬機器重新分配至對應的該些節點，其中係將該些虛擬機器集中分配至部分的該些節點以及距離一路由器較近的該些節點。
2. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬機器的配置方法，其中該新配置策略包括系統效率優先、下載優先與上載優先。
3. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬機器的配置方法，其中該些虛擬機器的相關資訊包括該些虛擬機器之間的通訊量、該些虛擬機器傳送的資料量與該些虛擬機器接收的資料量。
4. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬機器的配置方法，更包括：偵測是否有一致能訊號；當偵測到有該致能訊號，則進入依據該新配置策略，將該些虛擬機器重新分配至對應的該些節點的步驟；以及 當偵測到無該致能訊號，則進入該收集多個虛擬機器的相關資訊的步驟。
5. 一種伺服器系統，包括：多個節點，配置多個虛擬機器，其中該些虛擬機器包括於至少一虛擬叢集中；一交換器單元，耦接該些節點，該交換器單元包括多個交換器；一資料庫，用以儲存多個配置策略；一控制單元，耦接該交換器單元與該資料庫，用以收集該些虛擬機器的相關資料，並對該相關資料進行分析，以取得對應該至少一虛擬叢集的一虛擬叢集特性，再依據該虛擬叢集特性於該些配置策略對應出一新配置策略，之後依據該新配置策略，將該些虛擬機器重新分配至對應的該些節點；以及一路由器，該路由器耦接至該些交換器其中之一，且該控制單元將該些虛擬機器分配至部分的該些節點以及距離該路由器較近之該交換器所耦接的該些節點。
6. 如申請專利範圍第5項所述之伺服器系統，其中該新配置策略包括系統效率優先、下載優先與上載優先。
7. 如申請專利範圍第5項所述之伺服器系統，其中該些虛擬機器的相關資訊包括該些虛擬機器之間的通訊量、該些虛擬機器傳送的資料量與該些虛擬機器接收的資料量。
8. 如申請專利範圍第5項所述之伺服器系統，其中該控制單元更 偵測是否有一致能訊號，當偵測到有該致能訊號時，該控制單元則依據該新配置策略，將該些虛擬機器重新分配至對應的該些節點，當偵測到無該致能訊號時，該控制單元持續收集該些虛擬機器的相關資訊。