TWI519943B - Virtual machine automatic expansion system and method - Google Patents

Description

虛擬機自動擴展系統及方法

本發明是有關於一種虛擬機自動擴展系統及方法，特別是一種基於虛擬化基礎架構平台下的實體及虛擬設備週期性的監控和資訊收集評估之虛擬機自動擴展系統及方法。

目前，由於虛擬化基礎架構平台之下的虛擬機自動擴展法方目前是新興的技術，故尚無明確的方法論。目前熟知的虛擬機自動擴展技術，大都只針對虛擬機單一設備做監控，且一旦偵測到監控數值有突發性異常，就立刻進行虛擬機的擴展，等到發現這些監控數值只是暫時不穩定的狀況時，就又要將已經擴展的虛擬機做回收動作。如此一來將會進行多次的震盪，很難進入穩定收斂的狀態，將會浪費大量系統資源，且喪失虛擬機自動擴展之功效。

由此可見，上述虛擬機自動擴展方法，無法因應監控資料突發性異常的狀況，且只針對單一虛擬機設備監控的監控資料也不足夠因應多變化性的虛擬機架構平台，極容易發生誤判狀況。

另外，如何評估監控資料也將會嚴重影響自動擴展的時機。因此，若只針對虛擬機做單一監控且不對監控數值加以評估處理，實非一良善之設計而亟待加以改良。

綜上所述，先前技術主要著重於單一虛擬機設備做監控，無法全面性的對虛擬化平台中的實體和虛擬設備做監控，將造成資料收集不完全之問題。另外也缺乏對於監控數值之評估，導致自動虛擬機擴展將會來來回回的擴展及縮減，無法快速地進入收斂狀態，將會造成浪費大量系統資源之問題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種虛擬機自動擴展系統及方法，可以達成虛擬機自動擴展之效。

本發明之虛擬機自動擴展系統，包含一工作註冊單元、一資源整合監控單元、一評估單元以及一虛擬機自動擴展單元。工作註冊單元儲存有週期性監控參數，資源整合監控單元監控週期性監控參數並產生監控結果。評估單元接收由工作註冊單元傳送之監控資源標的，並根據監控結果以及虛擬機自動擴展狀態判斷是否要驅動虛擬機自動擴展單元執行虛擬機自動擴展步驟。

本發明之虛擬機自動擴展方法，包含下列步驟：以工作註冊單元儲存有週期性監控參數以及監控資源標的；以 資源整合監控單元監控週期性監控參數，並產生監控結果；以評估單元接收監控資源標的，並根據監控結果以及虛擬機自動擴展狀態判斷是否要執行虛擬機自動擴展步驟；以及以虛擬機自動擴展單元執行虛擬機自動擴展步驟。

承上所述，依本發明之虛擬機自動擴展系統及方法，其可具有一或多個下述優點：

1.透過週期性的監控以及對於這些監控資料的評估分析，判斷目前虛擬機是屬於自動擴展狀態的哪一階段，以達到虛擬機自動擴展的目標。並在達成此目標下，使得自動擴展的虛擬機快速達到穩定收斂的階段，來避免系統資源的浪費。

2.本發明解決動態擴展虛擬機受異常監控數值之影響，而造成虛擬機來回擴展縮減，無法快速達到收斂狀態，進而浪費大量系統資源問題。

3.本發明可依照監控之需求監控資料做動態的評估，判斷目前監控資料落於虛擬機自動擴展狀態圖的哪一個狀態。只有當監控資料持續顯示此虛擬機確實需要的擴展或縮減時，才會執行虛擬機擴展工作，使得虛擬機自動擴展不會因為突發性的異常資料而執行擴展工作，浪費系統資源。

102‧‧‧工作註冊單元

104‧‧‧資源整合監控單元

106‧‧‧評估單元

108‧‧‧虛擬自動擴展單元

202‧‧‧虛擬機資源1

204‧‧‧虛擬機資源2

206‧‧‧虛擬機資源3

208‧‧‧虛擬網路設備1

210‧‧‧虛擬網路設備2

212‧‧‧虛擬網路設備3

214‧‧‧實體網路設備1

216‧‧‧實體網路設備2

218‧‧‧實體網路設備3

220‧‧‧實體儲存設備1

222‧‧‧實體儲存設備2

302‧‧‧觀察期

304‧‧‧尖峰或離峰期

306‧‧‧執行期

308‧‧‧冷卻期

402‧‧‧虛擬機群組

404‧‧‧實體設備群組

406‧‧‧虛擬設備群組

408‧‧‧週期時間

410‧‧‧持續時間

S501~S504‧‧‧步驟

第1圖係為本發明虛擬機自動擴展系統之功能模組圖。

第2圖係為本發明虛擬機自動擴展系統之虛擬化基礎架構平台之雲端實體與虛擬資源週期性監控示意圖。

第3圖係為本發明虛擬機自動擴展系統之虛擬機自動擴展狀態示意圖。

第4圖係為本發明虛擬機自動擴展系統之工作註冊單元所包含之參數示意圖。

第5圖係為本發明虛擬機自動擴展方法之流程圖。

在雲端服務系統中，虛擬機自動擴展功能扮演一個很重要的角色。請參考第1圖，其係為使用本發明之基於多維度資源監控與記錄分析之虛擬機自動擴展系統之功能模組圖。其模組由工作註冊單元102所驅動，將所需要監控的資源通知至資源整合監控單元104，並將所需要評估的資源標的通知至評估單元106。資源整合監控單元104收到由工作註冊單元(102)的資源監控需求之後，將會對資源做週期性監控並將結果傳送至評估單元106。評估單元106會接收到來自工作註冊單元102所傳送來的監控資源標的，再來會週期性的接收由資源整合監控單元104所傳來的監控數值，每一個週期將會做一次評估，並將評估的結果回饋至工作註冊單元102做參數調整，並依照評估的結果選擇是否驅動虛擬機自動擴展單元108。

請參考第2圖，其係為虛擬化基礎架構平台之雲端 實體與虛擬資源週期性監控示意圖。其模組由資源整合監控單元104所控制，可週期性監控雲端機房內所有虛擬機和實體及虛擬設備，並傳送監控資料傳送至評估單元106。監控標的包含一個或多個虛擬機資源202、204、206，一個或多個虛擬網路設備208、210、212，一個或多個實體網路設備214、216、218，一個或多個實體儲存設備220，其中虛擬機資源202、虛擬網路設備208、實體網路設備214、實體儲存設備220，係皆獨立運作不受彼此影響，其虛擬機資源202係包含安裝於虛擬機上的應用軟體及作業系統的執行狀況和使用虛擬機資源使用的情形，虛擬網路設備208，係指虛擬機使用虛擬網路設備208時所發送的網路封包及流量，實體網路設備214係指虛擬機使用實體網路設備214時所發送的實體網路封包及流量，實體儲存設備220係指虛擬機使用實體儲存設備220時所要求的檔案讀取及寫入資訊。

請參考第3圖，其係為虛擬機自動擴展狀態示意圖。當評估單元106接收工作註冊單元102的擴展參數以及資源整合監控單元104的週期性監控資料後，將會依照條件的不同而在不同的狀態之間切換。共有四個時期狀態，包含觀察期狀態302，尖峰或離峰期狀態304，執行期狀態306，冷卻期狀態308。其中觀察期狀態302表示所接收的週期性監控資料屬於穩定的狀態，如果所接收到的週期性監控資料異常，則會進入尖峰或離峰期狀態304。當進入尖峰或離峰期狀態304時，會再持續觀察接下來數個週期的監控資料，如果監控資料持續異常，則進 入執行期狀態306；如果監控資料回歸正常，則回到觀察期狀態302。當狀態落入執行期狀態306時，評估單元106會驅動虛擬機自動擴展單元108，進行虛擬機的自動擴展，並進入冷卻期狀態308。當狀態落入冷卻期狀態308時，將持續接收監控資料，等待數個監控週期之後將會回歸至觀察期狀態302。

請參考第4圖，其係為工作註冊單元102所包含之參數示意圖。每個進入工作註冊單元的需求需包含以下五項參數虛擬機群組402、實體設備群組404、虛擬設備群組406、週期時間408、持續時間410。其中所有參數會被工作註冊單元102依照現有狀況和評估單元106所回饋的結果而做異動。

請參考第5圖，其係本發明虛擬機自動擴展方法之流程圖。如圖所示，本發明之虛擬機自動擴展方法包含下列步驟：步驟S501：以工作註冊單元儲存有週期性監控參數以及監控資源標的；步驟S502：以資源整合監控單元監控週期性監控參數，並產生監控結果；步驟S503：以評估單元接收監控資源標的，並根據監控結果以及虛擬機自動擴展狀態判斷是否要執行虛擬機自動擴展步驟；以及步驟S504：以虛擬機自動擴展單元執行虛擬機自動擴展步驟。由於本發明之虛擬機自動擴展方法已於上面說明虛擬機自動 擴展系統時詳細描述過，故為了簡化說明於此不再贅述，合先續明。

綜上所述，本發明利用資源整合監控單元監控虛擬化平台中的實體和虛擬設備，可全面掌握虛擬機自動擴展的所有變異參數，提升自動虛擬機擴展判斷的準確度。本發明更利用評估單元在每次資源整合監控單元傳送監控資料後進行評估，以判斷目前落於虛擬機自動擴展狀態的哪個階段，故可避免突發的資料異常而造成虛擬機的不穩定擴展，達到節省系統資源的效果。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S501~S504‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種虛擬機自動擴展系統，包含：一工作註冊單元，儲存有複數個週期性監控參數；一資源整合監控單元，監控由該工作註冊單元傳送之該些週期性監控參數，並產生一監控結果；一評估單元，接收由該工作註冊單元傳送之至少一監控資源標的，根據該監控結果以及一虛擬機自動擴展狀態判斷是否要執行一虛擬機自動擴展步驟；以及一虛擬機自動擴展單元，執行該虛擬機自動擴展步驟。
2. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬機自動擴展系統，其中該至少一監控資源標的包含至少一雲端機房內虛擬化架構平台的虛擬機、至少一虛擬網路設備、至少一實體網路設備以及至少一實體儲存設備。
3. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬機自動擴展系統，其中該工作註冊單元儲存之該些週期性監控參數包含至少一虛擬機群組、至少一實體設備群組、至少一虛擬設備群組、至少一週期時間以及至少一持續時間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬機自動擴展系統，其中該虛擬機自動擴展狀態包含一觀察期狀態，一尖峰或離峰期狀態，一執行期狀態以及一冷卻期狀態。
5. 梇申請專利範圍第4項所述之虛擬機自動擴展系統，其中該觀察期狀態可切換至該尖峰或離峰期狀態，該尖峰或離峰期 狀態可切換至該執行期狀態和該觀察期狀態，該執行期狀態可切換至該冷卻期狀態，該冷卻期狀態可切換至該觀察期狀態。
6. 一種虛擬機自動擴展方法，包含：以一工作註冊單元儲存有複數個週期性監控參數以及至少一監控資源標的；以一資源整合監控單元監控該些週期性監控參數，並產生一監控結果；以一評估單元接收該至少一監控資源標的，並根據該監控結果以及一虛擬機自動擴展狀態判斷是否要執行一虛擬機自動擴展步驟；以及以一虛擬機自動擴展單元執行該虛擬機自動擴展步驟。
7. 如申請專利範圍第6項所述之虛擬機自動擴展方法，其中該至少一監控資源標的包含至少一雲端機房內虛擬化架構平台的虛擬機、至少一虛擬網路設備、至少一實體網路設備以及至少一實體儲存設備。
8. 如申請專利範圍第6項所述之虛擬機自動擴展方法，其中該工作註冊單元儲存之該些週期性監控參數包含至少一虛擬機群組、至少一實體設備群組、至少一虛擬設備群組、至少一週期時間以及至少一持續時間。
9. 如申請專利範圍第6項所述之虛擬機自動擴展方法，其中該虛擬機自動擴展狀態包含一觀察期狀態，一尖峰或離峰期狀態，一執行期狀態以及一冷卻期狀態。
10. 如申請專利範圍第9項所述之虛擬機自動擴展方法，其中該觀察期狀態可切換至該尖峰或離峰期狀態，該尖峰或離峰期狀態可切換至該執行期狀態和該觀察期狀態，該執行期狀態可切換至該冷卻期狀態，該冷卻期狀態可切換至該觀察期狀態。