虛擬化云計算中資源管理研究與應用

許國森++雷婉

摘 要 隨著科技的快速發展以及社會的進度，云計算作為一種全新的網絡服務，越來越受到客戶的青睞。虛擬化技術與云處理技術完美結合，可以應用到資源管理工作中。這樣的管理模式不僅可以節省使用成本，應用起來還比較便捷。本文就Platform公司開發的Excalibu虛擬化云計算架構、云計算資源管理策略設計與實現進行了分析，希望對大家的相關工作有所裨益。

【關鍵詞】虛擬化 云計算 實施 準確 模塊

云計算是一種全新的網絡應用方式，它是將以網絡為核心的人為處理模式代替原有的以桌面為核心的任務處理模式，然后利用計算系統來支持互聯網的多種應用。云計算中的“云”表示大量的計算機，它的規模不是一成不變的，而是動態變化的。云計算使計算機分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，這使很多企業數據中心的運營商互聯網相似。這樣，企業就可以將資源切換到需要的應用上面，根據需求訪問計算機和存儲邏輯，客戶簡化了使用流程，從而可以將更多精力投入到其它工作。

云計算是多種技術混合演進的結果，很多大公司已經開發了自己的云計算技術，比如Amazon、Goole、IBM、Platform、微軟以及雅虎等公司的云技術。Platform公司開發的數字管理系統Excalibur可以將虛擬資源以及物理資源進行整合，這樣就可以構建一個云計算平臺，為公司云計算服務管理和維護。Excalibur可以利用自身優勢對多種虛擬環境進行管理，另外還可以非常友好的支持多種虛擬化產品。下面就Excalibu的架構以及使用進行分析。

1 Excalibu的基本情況

Excalibu可以根據用戶需求，對資源進行自動分配、管理和維護，不僅可以降低IT消耗率，還可以提高物理環境與虛擬環境的產出。各個廠商提供的虛擬化技術也是區別的，不同的產品虛擬化技術以及管理平臺的多樣性會讓使用者大傷腦筋，Excalibu的出現解決了上述問題。Excalibu可以將IT資源、客戶基礎信息、產品應用進行統一整合，構建云計算平臺。

Excalibu包含四個基本功能模塊，分別是Cloud GUI模塊、ICM模塊、CES模塊以及PVMO模塊。在Cloud GUI模塊中，Excalibu的云交互界面更簡化我們日常工作，管理員以及客戶可以利用自己網路終端申請資源，隨后對這些資源整合、處理與分析，進而為我們服務。這種簡單的使用模式，不僅節約了大量的工作時間，還省去了不必要的開支。ICM模塊可以管理Excalibu提供的服務，根據Application Definition對資源定義，資源的申請與調度都是根據契約來進行的。Master可以通過Contract向云計算處理中心申請資源憑證。CES模塊是一種集群模塊，它通過將分散、相互關聯的計算機部分進行集合，來完成平臺底層的主機資源管理工作。此處理過程不等同于之前過程，之前過程過于乏味，可以在多節點之前分配資源，做到合理分配資源。通過Platform EGO，不進可以獲得物流資源，還可以獲得虛擬資源，從而利用不同策略完成對資源的合理調度。PVMO模塊可以實現對物理機以及虛擬機的管理。這樣管理員只需要處理用戶資源請求，其后的數據處理以及維護管理工作就交由PVMO模塊執行。

2 云計算資源管理模型Excalibu對虛擬化容器的支持

近些年，隨著高新技術的發展以及虛擬化技術的廣泛應用，很多互聯網公司研發出了自己的虛擬化平臺，這些平臺不都是應用同一種技術，主要是由于內部形式決定的。為此，我們在應用虛擬化云計算平臺時，應該支持多異構虛擬化容器。有的虛擬化平臺利用了linux為基礎，這樣不僅可以將平臺用于hypervisor外，還可以將linux作為通用的操作系統。經過這樣的操作流程，不僅使我們在Linux hypervisor平臺上運行多個操作系統，同時我們還可以通過這樣的平臺處理其他的事情。另外采用Linux可以使用Linux應用編程接口。Platform成熟的網格管理軟件EGO可以很方便的安裝到Linux平臺上，實現對資源進行管理的功能。不僅如此，Excalibu還可以利用Adapter方式對虛擬化產品進行支持，基于此種方式，我們只需要通過Adapter接口方法就可以較為容易的增加對虛擬化容器的支持，不僅可以多平臺兼容，還可以對這些平臺進行擴展，做到隨時調整結構，大大推動了虛擬化云計算中資源管理的應用。

3 云計算資源管理策略設計與實現

Excalibu通過對資源分組的方式來對它們進行管理，按照工程師預先的設計與分類，主要分為Excalibu資源、物理資源以及存儲資源三種。分組管理資源使得Excalibu可以適應云計算資源的種類變化，而且在同一個資源池中對資源的調度可以采用成熟的網絡計算方法，這樣不僅可以增加云計算系統的可靠性，還可以降低系統設計的復雜性。

相對于其他資源管理工具，Excalibu虛擬機調度要復雜得多，根據虛擬機類別不同，需要對每一個虛擬機組進行調度。調動過程分為三個階段，分別是創建VM調度策略，啟動VM調度策略和遷移策略。Excalibu中共享儲存的實現是主機上利用Linux的mount命令掛載專門的文件系統。通過專有的存儲系統，可以將文件保存在共享存儲區間內，通過這樣的存儲，資源池中的其他機器就可以隨時訪問這個文件，為資源調度的負載均衡提供必要的條件。同時，還可以使資源更加整合，提高資源使用效率。

Excalibu有三種基本策略滿足用戶的使用需求，常見的一種策略是UT策略，此策略是以均衡資源池中物理節點利用率作為工作目標，然后自動選擇較為合理的方式啟動虛擬機。虛擬機的靜態遷移是從一個VMM上遷移到另一個VMM上，以保證均衡處理器上面的服務器運行的負載處于正常工作狀態，相對于靜態遷移，動態遷移對軟硬件的要求就比較高了，實現起來也比較繁瑣。

Excalibu利用資源管理PTM框架對虛擬機服務器實時監控，當有服務器出現故障時，可以及時將出現故障的服務機遷移到其它服務器上面。

通過虛擬化云計算對資源管理后，海量資源可以實現有機的融合，資源池也得到了符合客戶要求的分組。另外，云計算使用戶與資源管理相分離，當需要獲取資源時，才需要單獨付費，這樣節省了企業開銷和運營成本。虛擬化云計算對資源管理有著非常高的靈活性，它可以應用于各行各業中。Excalibu平臺的建立實現了資源的優化配置，提高了系統的資源利用效率和用戶的滿意度，相信隨著此技術的更深層次發展，其巨大應用潛力將會顯現出來。

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作者單位

1.深圳煙草工業有限責任公司 廣東省深圳市 518000

2.國家超級計算深圳中心（深圳云計算中心） 廣東省深圳市 518055