CN103593243A - 一种动态可扩展的增加虚拟机资源的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动态可扩展的增加虚拟机资源的方法,以高性能网络为核心，通过对内存索引客户端（1）、内存服务程序（2）、内存节点池（3）、存储客户端（4）、存储服务程序（5）、存储池（6）的整合，使***能够满足虚拟机动态增加内存、存储资源以及虚拟机动态迁移的需求，内存服务程序将内存服务器集群提供的内存空间虚拟成内存节点池，能够根据内存索引客户端请求动态拆分内存节点，当有空闲相邻的内存节点时，也可以合并内存节点，满足不同客户端的动态内存需求。内存服务程序还可以集群模式运行，集群模式下，内存池还需要记录其他内存服务程序管理的内存节点，从而支持客户端从空闲内存节点较多或负载较小的内存服务程序中选择服务。

Description

一种动态可扩展的增加虚拟机资源的方法
技术领域
本发明涉及计算机***领域,具体地说是一种动态可扩展的增加虚拟机资源的方法。
背景技术
进入21世纪以来，随着信息技术的发展，尤其是计算机和互联网技术的进步，极大地改变了人们的工作和生活方式。大型企业、政府机关、金融机构开始采用以数据中心为业务运营平台的信息服务模式，数据中心变得空前重要和复杂。同时，数据和服务的急剧增加这些机构的信息中心规模日益膨胀，数据交换增加，设备堆积成山，占地面积越来越多，耗能屡创新高，单纯依赖纯粹的增加物理设备无法彻底这些问题。为实现信息和管理优化，企业如何通过数据中心快速地创建服务并高效地管理业务？怎样根据需求动态调整资源以降低运营成本？如何更加灵活、高效、安全地使用和管理各种资源？如何共享已有的计算平台而不是重复创建自己的数据中心？如何有效的降低能耗和减少资源浪费？业内人士普遍认为，信息产业本身需要更加彻底的技术变革和商业模式转型，虚拟化技术正是在这样的背景下应运而生的。
虚拟化技术由于可以提供资源封装，硬件无关性和易管理性，在数据中心被广泛应用于服务器整合，有效利用服务器硬件资源。但在虚拟机***中，随着虚拟机数量和应用程序需求的不断增长，内存容量等资源已成为性能的主要瓶颈，如何提供一种切实可行的动态增加虚拟机资源的方法，成为虚拟化技术发展的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种动态可扩展的增加虚拟机资源的方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，以高性能网络为核心，通过对内存索引客户端（1）、内存服务程序（2）、内存节点池（3）、存储客户端（4）、存储服务程序（5）、存储池（6）的整合，使***能够满足虚拟机动态增加内存、存储资源以及虚拟机动态迁移的需求，其中：
内存索引客户端（1），在虚拟机管理程序中实现，客户端向内存服务程序发起请求，获取内存服务集群中可用的内存节点索引映像，并按需动态申请内存服务集群中的内存节点或内存节点集合；内存索引客户端（1）申请空闲内存节点较多的内存服务或负载较轻的内存服务，同时，当需要虚拟机迁移时，选择空闲内存节点较多的内存服务或负载较轻的内存服务；
内存服务程序（2）根据内存索引客户端请求来进行处理：当内存索引客户端（1）请求内存节点池（3）索引时，内存服务程序（2）将内存节点池（3）统计信息返回给内存索引客户端（1）；当内存索引客户端（1）按需请求内存时，内存服务程序（2）拆分或合并内存节点，满足内存索引客户端（1）请求，即内存服务程序（2）以2的幂次级分配大于等于内存索引客户端（1）请求的内存，如果需要一个内存节点分解为两半，则自动将未用的一半加入到对应的链表中，如果在未来某个时刻，由于内存释放的缘故，两个内存节点区域都处于空闲状态，可通过地址来判断是否合并为一个内存节点，分配完毕后，内存服务程序（2）将标记分配的内存节点或内存节点集合，集群模式下会更新通知其他的内存服务程序（2），多个内存服务也能构成集群模式，在集群模式下，内存服务程序（2）会使用心跳动态交互、更新所有节点上内存节点使用情况，这样每个内存服务程序（2）都会知道集群模式下，所有内存服务程序（2）管理的内存节点池(3)使用情况；
内存节点池(3)负责管理本内存服务器集群提供的内存空间，将本内存服务器集群中的内存空间虚拟为内存节点池(3)，每个内存节点大小定义为2的幂次级，相同大小的内存节点索引使用链表链接起来，在集群模式下，内存节点池(3)还需要记录其他内存服务管理的内存节点索引信息，内存节点池(3)动态扫描内存服务器集群提供的内存空间，实现内存节点池（3）的动态扩展；
存储客户端（4）在虚拟机管理程序中实现，存储客户端（4）向存储服务程序（5）发起请求，获取存储服务集群中可用的存储块索引映像，并按需动态申请存储服务集群中的存储块或存储块集合；存储客户端（4）申请空闲存储块较多的存储服务或负载较轻的存储服务，同时，当需要虚拟机迁移时，也选择空闲存储块较多的存储服务或负载较轻的存储服务；
存储服务程序（5）根据存储客户端（4）请求来进行处理：当存储客户端（4）请求存储块索引时，存储服务程序（5）将存储统计信息返回给存储客户端（4）；当存储客户端（4）按需请求存储块时，存储服务程序（5）拆分或合并存储块，满足存储客户端（4）请求，即存储服务程序（5）以2的幂次级分配大于等于存储客户端（4）请求的存储块，如果需要一个存储块分解为两半，则自动将未用的一半加入到对应的链表中，如果在未来某个时刻，由于存储块释放的缘故，两个存储块区域都处于空闲状态，可通过地址来判断是否合并为一个存储块，分配完毕后，存储服务程序（5）将标记分配的存储块或存储块集合，在集群模式下会更新通知其他的存储服务程序（5），多个存储服务也能构成集群模式，在集群模式下，存储服务程序（5）会使用心跳动态交互、更新所有节点上存储块使用情况，这样每个存储服务程序（5）都会知道集群模式下，所有存储服务程序（5）管理的存储池（6）的使用情况；
存储池(6)负责管理本存储服务器集群提供的存储空间，将本存储服务器集群中的存储空间虚拟为存储池(6)，每个存储块大小定义为2的幂次级，相同大小的存储块索引使用链表链接起来，在集群模式下，存储池(6)还需要记录其他存储服务管理的存储池(6)索引信息，存储池(6)动态扫描存储服务器集群提供的存储空间，实现存储池（6）的动态扩展。
内存节点池(3)负责管理本内存服务器集群提供的内存空间，将本内存服务器集群中的内存空间虚拟为内存节点池(3)，每个内存节点大小定义为2的幂次级，相同大小的内存节点索引使用链表链接起来，在集群模式下，内存节点池(3)还需要记录其他内存服务管理的内存节点索引信息, 内存节点池(3)动态扫描内存服务器集群提供的内存空间，实现内存节点池（3）的动态扩展。
根据内存索引客户端（1）请求来进行处理：当内存索引客户端（1）请求内存池节点索引时，内存服务程序（2）将内存节点池（3）统计信息返回给内存索引客户端（1）；当内存索引客户端（1）按需请求内存时，内存服务程序（2）拆分或合并内存节点，满足内存索引客户端（1）请求，分配完毕后，内存服务程序（2）将标记分配的内存节点或内存节点集合，在集群模式下会更新通知其他的内存服务程序（2），多个内存服务也能构成集群模式，在集群模式下，内存服务程序（2）会使用心跳动态交互、更新所有节点上内存节点使用情况，这样每个内存服务程序（2）都会知道集群模式下，所有内存服务程序（2）管理的内存节点池（3）的使用情况。
存储池（6）负责管理本存储服务器集群提供的存储空间，将本存储服务器集群中的存储空间虚拟为存储池（6），每个存储块大小定义为2的幂次级，相同大小的存储块索引使用链表链接起来，在集群模式下，存储池（6）还需要记录其他存储服务管理的存储池（6）索引信息，存储池（6）动态扫描存储服务器集群提供的存储空间，实现存储池（6）的动态扩展。
当存储客户端（4）请求存储块索引时，存储服务程序（5）将存储统计信息返回给存储客户端（4）；当存储客户端（4）按需请求存储块时，存储服务程序（5）拆分或合并存储块，满足存储客户端（4）请求，分配完毕后，存储服务程序（5）将标记分配的存储块或存储块集合，在集群模式下会更新通知其他的存储服务程序（5），多个存储服务也能构成集群模式，在集群模式下，存储服务程序（5）会使用心跳动态交互、更新所有节点上存储块使用情况，这样每个存储服务程序（5）都会知道集群模式下，所有存储服务程序（5）管理的存储池（6）使用情况。
内存节点池（3）及存储池（6）基于后端的内存服务器集群或存储器集群，实现动态内存、存储扩容。
本发明的有益效果是：内存服务程序将内存服务器集群提供的内存空间虚拟成内存节点池，能够根据内存索引客户端请求动态拆分内存节点，当有空闲相邻的内存节点时，也可以合并内存节点，满足不同客户端的动态内存需求。内存服务程序还可以集群模式运行，集群模式下，内存池还需要记录其他内存服务程序管理的内存节点，从而支持客户端从空闲内存节点较多或负载较小的内存服务程序中选择服务。当需要动态迁移虚拟机时，内存索引客户端可以从空闲内存节点较多或负载较小的内存服务程序中选择所需的内存资源，实现虚拟机的动态迁移。
存储服务程序将存储服务器集群提供的存储空间虚拟成存储池，能够根据存储客户端请求动态拆分存储块，当有空闲相邻的存储块时，也可以合并存储块，满足不同客户端的存储需求。存储服务程序还可以集群模式运行，集群模式下，存储池还需要记录其他存储服务程序管理的存储块，从而支持客户端从空闲存储块较多或负载较小的存储服务程序中选择服务。当需要动态迁移虚拟机时，存储客户端可以从空闲存储块较多或负载较小的存储服务程序中选择所需的存储资源，实现虚拟机的动态迁移。
附图说明
图1为动态增加虚拟机资源方法集群模式架构图；
图2为动态增加虚拟机资源方法集群模式示意图。
具体实施方式
参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。
下面参照附图，对本发明的内容以一个具体实例来描述实现这一方法的过程。
正如发明内容中所描述的，本发明体系结构主要包括：内存索引客户端（1），内存服务程序（2）、内存节点池（3）、存储客户端（4）、存储服务程序（5）、存储池（6）。
内存索引客户端（1），向内存服务程序发起请求，获取内存服务集群中可用的内存节点索引映像，并按需动态申请内存服务集群中的内存节点或内存节点集合；在此过程中，内存索引客户端可以申请空闲内存节点较多的内存服务或负载较轻的内存服务。
内存服务程序（2）根据内存索引客户端请求来进行处理：当内存索引客户端请求内存池节点索引时，内存服务程序将内存节点池统计信息返回给内存索引客户端；当内存索引客户端按需请求内存时，内存服务程序拆分或合并内存节点，满足客户端请求，即内存服务程序以2的幂次级分配大于等于内存索引客户端请求的内存，如果需要一个内存节点分解为两半，则自动将未用的一半加入到对应的链表中。也可以根据两个内存节点区域都处于空闲状态，可通过地址来判断是否可以合并为一个内存节点，分配完毕后，内存服务程序将标记分配的内存节点或内存节点集合，在集群模式下，内存服务程序会使用心跳动态交互、更新所有节点上内存节点使用情况，这样每个内存服务程序都会知道集群模式下，所有内存服务程序管理的内存节点池使用情况。
内存节点池(3)负责管理本内存服务器集群提供的内存空间，将本内存服务器集群中的内存空间虚拟为内存节点池，每个内存节点大小定义为2的幂次级（比如128MB、256MB等），相同大小的内存节点索引使用链表链接起来。集群模式下，内存节点池还需要记录其他内存服务管理的内存节点索引信息。内存节点池可以动态扫描内存服务器集群提供的内存空间，实现内存池的动态扩展。
存储客户端（4）向存储服务程序发起请求，获取存储服务集群中可用的存储块索引映像，并按需动态申请存储服务集群中的存储块或存储块集合；存储客户端可以申请空闲存储块较多的存储服务或负载较轻的存储服务。
存储服务程序（5）根据存储客户端请求来进行处理：当存储客户端请求存储块索引时，存储服务程序将存储统计信息返回给存储客户端；当存储客户端按需请求存储块时，存储服务程序拆分或合并存储块，满足客户端请求，即存储服务程序以2的幂次级分配大于等于存储客户端请求的存储块，如果需要一个存储块分解为两半，则自动将未用的一半加入到对应的链表中。如果两个存储块区域都处于空闲状态，可通过地址来判断是否可以合并为一个存储块，分配完毕后，存储服务程序将标记分配的存储块或存储块集合，集群模式，存储服务程序会使用心跳动态交互、更新所有节点上存储块使用情况，这样每个存储服务程序都会知道集群模式下，所有存储服务程序管理的存储池使用情况。
存储池(6)负责管理本存储服务器集群提供的存储空间，将本存储服务器集群中的存储空间虚拟为存储池，每个存储块大小定义为2的幂次级（比如8GB、16GB等），相同大小的存储块索引使用链表链接起来。集群模式下，存储池还需要记录其他存储服务管理的存储池索引信息。存储池可以动态扫描存储服务器集群提供的存储空间，实现存储池的动态扩展。

Claims (6)

1.一种动态可扩展的增加虚拟机资源的方法，其特征在于以高性能网络为核心，通过对内存索引客户端（1）、内存服务程序（2）、内存节点池（3）、存储客户端（4）、存储服务程序（5）、存储池（6）的整合，使***能够满足虚拟机动态增加内存、存储资源以及虚拟机动态迁移的需求，其中：
内存索引客户端（1），在虚拟机管理程序中实现，客户端向内存服务程序发起请求，获取内存服务集群中可用的内存节点索引映像，并按需动态申请内存服务集群中的内存节点或内存节点集合；内存索引客户端（1）申请空闲内存节点较多的内存服务或负载较轻的内存服务，同时，当需要虚拟机迁移时，选择空闲内存节点较多的内存服务或负载较轻的内存服务；
内存服务程序（2）根据内存索引客户端请求来进行处理：当内存索引客户端（1）请求内存节点池（3）索引时，内存服务程序（2）将内存节点池（3）统计信息返回给内存索引客户端（1）；当内存索引客户端（1）按需请求内存时，内存服务程序（2）拆分或合并内存节点，满足内存索引客户端（1）请求，即内存服务程序（2）以2的幂次级分配大于等于内存索引客户端（1）请求的内存，如果需要一个内存节点分解为两半，则自动将未用的一半加入到对应的链表中，如果在未来某个时刻，由于内存释放的缘故，两个内存节点区域都处于空闲状态，可通过地址来判断是否合并为一个内存节点，分配完毕后，内存服务程序（2）将标记分配的内存节点或内存节点集合，集群模式下会更新通知其他的内存服务程序（2），多个内存服务也能构成集群模式，在集群模式下，内存服务程序（2）会使用心跳动态交互、更新所有节点上内存节点使用情况，这样每个内存服务程序（2）都会知道集群模式下，所有内存服务程序（2）管理的内存节点池(3)使用情况；
内存节点池(3)负责管理本内存服务器集群提供的内存空间，将本内存服务器集群中的内存空间虚拟为内存节点池(3)，每个内存节点大小定义为2的幂次级，相同大小的内存节点索引使用链表链接起来，在集群模式下，内存节点池(3)还需要记录其他内存服务管理的内存节点索引信息，内存节点池(3)动态扫描内存服务器集群提供的内存空间，实现内存节点池（3）的动态扩展；
存储客户端（4）在虚拟机管理程序中实现，存储客户端（4）向存储服务程序（5）发起请求，获取存储服务集群中可用的存储块索引映像，并按需动态申请存储服务集群中的存储块或存储块集合；存储客户端（4）申请空闲存储块较多的存储服务或负载较轻的存储服务，同时，当需要虚拟机迁移时，也选择空闲存储块较多的存储服务或负载较轻的存储服务；
存储服务程序（5）根据存储客户端（4）请求来进行处理：当存储客户端（4）请求存储块索引时，存储服务程序（5）将存储统计信息返回给存储客户端（4）；当存储客户端（4）按需请求存储块时，存储服务程序（5）拆分或合并存储块，满足存储客户端（4）请求，即存储服务程序（5）以2的幂次级分配大于等于存储客户端（4）请求的存储块，如果需要一个存储块分解为两半，则自动将未用的一半加入到对应的链表中，如果在未来某个时刻，由于存储块释放的缘故，两个存储块区域都处于空闲状态，可通过地址来判断是否合并为一个存储块，分配完毕后，存储服务程序（5）将标记分配的存储块或存储块集合，在集群模式下会更新通知其他的存储服务程序（5），多个存储服务也能构成集群模式，在集群模式下，存储服务程序（5）会使用心跳动态交互、更新所有节点上存储块使用情况，这样每个存储服务程序（5）都会知道集群模式下，所有存储服务程序（5）管理的存储池（6）的使用情况；
存储池(6)负责管理本存储服务器集群提供的存储空间，将本存储服务器集群中的存储空间虚拟为存储池(6)，每个存储块大小定义为2的幂次级，相同大小的存储块索引使用链表链接起来，在集群模式下，存储池(6)还需要记录其他存储服务管理的存储池(6)索引信息，存储池(6)动态扫描存储服务器集群提供的存储空间，实现存储池（6）的动态扩展。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在方法中，内存节点池(3)负责管理本内存服务器集群提供的内存空间，将本内存服务器集群中的内存空间虚拟为内存节点池(3)，每个内存节点大小定义为2的幂次级，相同大小的内存节点索引使用链表链接起来，在集群模式下，内存节点池(3)还需要记录其他内存服务管理的内存节点索引信息, 内存节点池(3)动态扫描内存服务器集群提供的内存空间，实现内存节点池（3）的动态扩展。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于根据内存索引客户端（1）请求来进行处理：当内存索引客户端（1）请求内存池节点索引时，内存服务程序（2）将内存节点池（3）统计信息返回给内存索引客户端（1）；当内存索引客户端（1）按需请求内存时，内存服务程序（2）拆分或合并内存节点，满足内存索引客户端（1）请求，分配完毕后，内存服务程序（2）将标记分配的内存节点或内存节点集合，在集群模式下会更新通知其他的内存服务程序（2），多个内存服务也能构成集群模式，在集群模式下，内存服务程序（2）会使用心跳动态交互、更新所有节点上内存节点使用情况，这样每个内存服务程序（2）都会知道集群模式下，所有内存服务程序（2）管理的内存节点池（3）的使用情况。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于存储池（6）负责管理本存储服务器集群提供的存储空间，将本存储服务器集群中的存储空间虚拟为存储池（6），每个存储块大小定义为2的幂次级，相同大小的存储块索引使用链表链接起来，在集群模式下，存储池（6）还需要记录其他存储服务管理的存储池（6）索引信息，存储池（6）动态扫描存储服务器集群提供的存储空间，实现存储池（6）的动态扩展。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当存储客户端（4）请求存储块索引时，存储服务程序（5）将存储统计信息返回给存储客户端（4）；当存储客户端（4）按需请求存储块时，存储服务程序（5）拆分或合并存储块，满足存储客户端（4）请求，分配完毕后，存储服务程序（5）将标记分配的存储块或存储块集合，在集群模式下会更新通知其他的存储服务程序（5），多个存储服务也能构成集群模式，在集群模式下，存储服务程序（5）会使用心跳动态交互、更新所有节点上存储块使用情况，这样每个存储服务程序（5）都会知道集群模式下，所有存储服务程序（5）管理的存储池（6）使用情况。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于内存节点池（3）及存储池（6）基于后端的内存服务器集群或存储器集群，实现动态内存、存储扩容。
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