CN113254162A - PowerVM虚拟化的管理方法、可读存储介质及云管平台 - Google Patents

Abstract

本PowerVM虚拟化的管理方法，在PowerVM虚拟化上层构建包括虚拟机管理模块、监控管理模块、负载均衡管理模块和弹性伸缩组模块的云管平台。弹性伸缩组模块内预先存储有预设的伸缩策略：虚拟机管理模块根据监控管理模块所监控得到的数据来调控虚拟机的步骤。负载均衡管理模块用于对硬件负载均衡设备进行管理，其根据弹性伸缩组模块的扩容/减容弹性伸缩策略来增加/移除硬件负载均衡设备中的节点。上述PowerVM虚拟化的管理方法通过云管平台配置负载均衡管理模块和监控模块，从而实现资源监控与负载均衡，再配置弹性伸缩策略，借助硬件负载均衡器实现应用层负载均衡，实现了PowerVM虚拟化环境下的弹性伸缩组功能。

Description

PowerVM虚拟化的管理方法、可读存储介质及云管平台

技术领域

本发明涉及云计算领域，特别涉及一种PowerVM虚拟化的管理方法、云管平台和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质被处理器执行时能实现PowerVM虚拟化的管理方法。

背景技术

云计算是一种通过网络将基础设施作为虚拟化资源对外提供的全新资源提供方式。IBM公司在基于Power处理器的小型机硬件平台上提供PowerVM虚拟化服务，实现可靠、高度安全和可扩展的云计算平台（简称“PowerVM云平台”）。云计算技术的核心问题就是云平台的资源管理，其目标就是通过资源的合理调度，使云计算平台能够高效的处理用户任务。目前市场上已经提出了一些弹性伸缩组方案来解决云平台资源管理的问题，但是，由于PowerVM虚拟化自身可提供的功能点有限，PowerVM云平台自身缺少对虚拟化层的资源监控与负载均衡功能，所以市面上提出的弹性伸缩组方案无法直接应用到PowerVM云平台，而只能应用到基于KVM、VMware等虚拟化技术实现的云平台。

发明内容

发明人想到，弹性伸缩组功能主要是在云平台上设置负载均衡的应用服务上，设置定时、周期、根据性能参数伸缩的弹性伸缩策略，通过该弹性伸缩策略动态添加、删除节点以实现应用的弹性伸缩，从而自动计算、调整客户资源。而PowerVM虚拟化虽然不支持软件方式实现的负载均衡，但通过外载硬件负载均衡器的方式能够实现对PowerVM虚拟化的资源管理，再结合PowerVM虚拟化上层云管平台的软件资源监控，即可实现自动对虚拟化层的资源监控与负载均衡的管理。

本发明为解决PowerVM虚拟化资源的弹性伸缩问题，提供了一种PowerVM虚拟化的管理方法。

提供一种PowerVM虚拟化的管理方法，在PowerVM虚拟化上层构建云管平台，包括虚拟机管理模块和监控管理模块，虚拟机管理模块用于调控虚拟机，监控管理模块用于监控PowerVM虚拟化的硬件数据和虚拟机数据，构建负载均衡管理模块和弹性伸缩组模块，所述弹性伸缩组模块内预先存储有预设的伸缩策略，所述伸缩策略是指虚拟机管理模块根据监控管理模块所监控得到的数据来调控虚拟机的步骤；所述负载均衡管理模块根据弹性伸缩组模块的扩容/减容弹性伸缩策略来增加/移除硬件负载均衡设备中的节点，从而对硬件负载均衡设备进行管理。

优选地，所述虚拟机管理模块执行虚拟机创建、删除、资源调整、开机、关机、另存模板中的一种或多种。

优选地，还包括创建模板：复制当前虚拟机得到虚拟机模板，记录其弹性伸缩组配置；若所述伸缩策略为该虚拟机所属弹性伸缩组的扩容弹性伸缩策略，即验证弹性伸缩组配置从而调用该虚拟机模板得到增加的虚拟机。

优选地，所述硬件负载均衡设备具体是F5设备。

优选地，所述监控管理模块通过自主采集和/或第三方***集成获取主流网络设备、物理服务器、虚拟化服务器、数据库、中间件的故障、应用进程和性能数据中的一种或多种。

优选地，所述硬件数据包括物理处理器信息、物理内存信息、网卡、温度、风扇状态、电源状态中的一种或多种。

优选地，所述虚拟机数据包括CPU、内存、电源状态、操作***应用中的一种或多种。

还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现上述PowerVM虚拟化的管理方法。

还提供一种云管平台，包括虚拟机管理模块、监控管理模块、负载均衡管理模块和弹性伸缩组模块以及上述计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。

有益效果：该PowerVM虚拟化的管理方法应用在云管平台上，云管平台包括处理器以及分别与处理器通信的虚拟机管理模块、负载均衡管理模块、监控管理模块和弹性伸缩组模块，监控管理模块对PowerVM虚拟化的硬件和虚拟机VM数据进行监控处理，并将监控处理得到的数据传输给云管平台处理器，云管平台处理器对接收的数据进行分类处理，筛选其中弹性伸缩相关数据并将其给到弹性伸缩组模块，弹性伸缩组模块根据接收到的弹性伸缩相关数据调取预设的伸缩策略并将其传递给负载均衡管理模块，或者将其反馈给云管平台处理器后再由云平台处理器传递给负载均衡管理模块，负载均衡管理模块根据弹性伸缩组模块的扩容/减容弹性伸缩策略来增加/移除硬件负载均衡设备中的节点，从而实现了PowerVM虚拟化环境下的弹性伸缩组功能。

附图说明

图1是本发明创造的云管平台的架构图。

图2是本发明创造的监控模块的告警处理层级图。

图3是本发明创造的弹性伸缩组创建过程流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。

本实施例的云管平台（如图1所示）是建构在该PowerVM虚拟化（层）上层并对其进行纳管的上层管理平台，云管平台包括处理器以及分别与处理器通信的虚拟机管理模块、模板管理模块、负载均衡管理模块、监控管理模块、自定义脚本管理模块（FTP服务器）和弹性伸缩组模块。监控管理模块对PowerVM虚拟化的硬件和虚拟机VM数据进行监控处理，并将监控处理得到的数据传输给云管平台处理器，云管平台处理器对接收的数据进行分类处理，筛选其中弹性伸缩相关数据并将其给到弹性伸缩组模块，弹性伸缩组模块根据接收到的弹性伸缩相关数据调取预设的伸缩策略并将其传递给负载均衡管理模块，或者将其反馈给云管平台处理器后再由云平台处理器传递给负载均衡管理模块，负载均衡管理模块根据弹性伸缩组模块的扩容/减容弹性伸缩策略来增加/移除硬件负载均衡设备中的节点，从而实现对硬件负载均衡设备进行管理。另外，虚拟机管理模块根据监控管理模块所监控得到的数据来调控虚拟机。

以下对各个模块的工作过程做具体说明。

一、虚拟机管理

虚拟机管理实现对PowerVm虚拟化中的虚拟机的生命周期的管理，包括：虚拟机创建、删除、资源调整、开机、关机、另存模板等。虚拟机管理是云平台的基本功能，此处不做赘述。

二、模板管理

虚拟机模板主要指创建相同配置的虚拟机，虚拟机模板管理模块的实现对虚拟机模板的统一管理。弹性伸缩组同一组内运行虚拟机实例的配置需相同，因此扩容时先确认组内的虚拟机是用哪个模板创建出来，这样子扩容时才能用具体的模块快速创建出与伸缩组内相同配置的虚拟机实例。虚拟机模板管理模块能执行对虚拟机另存为模板的操作，即完全复制当前虚拟机而产生出一个虚拟机模板，在接下来操作可以用此模板创建出相同配置的虚拟机，创建出来的虚拟机同之前的虚拟机完全一样。

三、负载均衡管理

负载均衡是指通过某种算法实现负载分担的方法。负载均衡器（load balance）是多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通过负载分担技术，将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上，而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。本实施例采用F5设备作为硬件负载均衡设备，配置F5设备的负载均衡即对其Node（节点）、Pool（资源池）、和Virtual Server（虚拟服务器）参数进行调整。

F5设备的Virtual Server（虚拟服务器）负责统一接收来自云管平台处理器的全部请求流量，然后按照设定好的算法将这些请求分配给这个负载均衡组中的所有Pool成员，以此来实现请求（负载）的均衡分配。

负载均衡Pool是一个能够处理请求的服务器的集合，本实施例创建一个伸缩组会对应到F5设备中的一个Pool，而伸缩组的虚拟机则会对应到F5的一个节点Node，节点Node代表网络上一个真实服务器的IP地址。

负载均衡管理模块实现对硬件F5设备负载均衡器的管理，提供对F5设备的纳管，并通过SSH方式连接F5硬件设备，用命令行操作配置负载均衡器Node（节点）、Pool（资源池）、和Virtual Server（虚拟服务器）参数及彼此间的关系。负载均衡器管理对弹性伸缩组提供负载能力，当弹性伸缩组扩容增加一台虚拟机，相应地需要通知到硬件设备F5某个Pool增加一个节点。当弹性伸缩组减容删除一台虚拟机，相应地需要通知到硬件设备F5某个Pool移除相应节点。

四、监控管理

本实施例中云管平台处理器对PowerVM虚拟化的监控利用开源Zabbix项目（或其他已知项目实现，在此不做赘述）实现，并通过自主采集或与第三方***集成的方式实现主流网络设备、物理服务器、虚拟化服务器、数据库、中间件的故障，应用进程和性能数据采集。具体地，对Power小型机的硬件状态数据（物理处理器信息、物理内存信息、网卡、温度、风扇状态、电源状态等参数）进行采集，以及对虚拟机数据（CPU、内存、电源状态、操作***应用等类型）的采集，根据采集的数据分析产生出相应的告警信息，并通知云管理平台，从而驱动触发伸缩组执行云平台配置的相关策略。

其中，见图2，监控管理模块根据历史数据库或预先计算得到的控制数据进行智能化告警处理：对SNMP Trap、Syslog等虚拟化常规告警事件以及性能指标产生的阀值事件进行集中告警管理，实现告警屏蔽、压制、内容丰富、自动关闭，通过消息机制在第一时间通知云管理平台，由云平台驱动伸缩组执行相应的扩容，减容动作。

五、自定义脚本管理

自定义脚本管理实现对用户自定义脚本的存放，通过上传把脚本存放在FTP服务器，云管平台远程操作虚拟机，使虚拟机操作***内部主动从FTP服务器下载相应脚本，并在操作***里面运行执行脚本，使不同伸缩组的虚拟化实例（虚拟机）间彼此联系，构建形成完整的应用集群。

六、弹性伸缩组管理

实现对弹性伸缩组的创建、修改、删除等管理。根据用户预先设置的策略，通过监控模块监控伸缩组的虚拟机实例的CPU、内存、网络流量等参数的使用率是否超过阈值，当符合客户配置的阈值，结合F5负载均衡器管理，脚本管理，模板管理模块，自动调用虚拟机管理模块，对伸缩组的虚拟机实例进行在线资源调整或虚拟机实例数扩容、缩减调整。

本实施例的云管平台通过下述PowerVM虚拟化的管理方法对PowerVM虚拟化中的弹性伸缩组进行管理。

（1）创建弹性伸缩组

见图3，云管平台的弹性伸缩组管理模块从模板管理、F5负载均衡配置与脚本设置三方面实现创建弹性伸缩组。

1. 指定一台虚拟机作为源虚拟机，判断云管平台是否存储有该虚拟机的模板，若存在就保存伸缩组与模板的关系，若不存在则把该源虚拟机另存为模板从而得到一个新的模板。

2. 在上述指定的源虚拟机上传虚拟机运行脚本并将应用的脚本上传到FTP服务器，在数据库中保存伸缩组与脚本位置的关系以便验证/调用脚本。

3. 在配置好运行脚本的源虚拟机中指定F5设备负载均衡配置，提示客户在预先设置的触发窗口中输入弹性伸缩组阈值以及成员端口等参数，或者通过监控模块自动获取弹性伸缩相关参数，然后通过预设的策略配置弹性伸缩与负载均衡关系。具体地，获取F5设备服务器的IP、用户名、密码后通过SHH连接来传递命令行从而控制F5设备执行负载均衡：在F5设备中创建Pool，并以源虚拟机IP作为源主机ip创建Node，将该Node作为成员加入所创建的Pool中，配置好Pool与Virtual Server的关联后保存，得到与弹性伸缩组关系固定的Pool与Node，完成弹性伸缩组的创建。

（2）存在弹性伸缩需求

创建完弹性伸缩组后，根据接收到的监控模块的告警信号进行弹性伸缩。告警信号有负载过高和过低两种类型，分别需对应地进行弹性扩容和缩容。

1. 负载过高，则预期为执行扩容策略。分析当前虚拟机实例数是否达到伸缩组设置最大数：未达到则说明虚拟机数量空置，可以增加新的虚拟机，获取伸缩组对应的虚拟机模板及当前网段的可用IP。据此创建一台相同配置的虚拟机，并为其配置应用脚本，如触发虚拟机操作***内部从FTP下载脚本并执行，然后通过SHH连接F5设备执行命令行，用当前IP新创建Node节点，继而将其作为成员加入该弹性伸缩组的Pool，在保存上述Pool、Node以及弹性伸缩组关系后完成当前扩容的伸缩调整；达到则说明当前虚拟机数量无法增加，因此改为虚拟机内部资源调整配置，获取该弹性伸缩组内最低配置的一台虚拟机对其执行在线调整配置，为其分配CPU、内存资源从而完成伸缩调整。

2. 负载过低，则预期为执行兼容策略。删除组内最低配置且最晚创建的虚拟机，若两者冲突则优先删除CPU和内存都为最低配置的虚拟机。通过SHH连接F5设备执行命令行来删除该虚拟机IP对应的Node节点，更新上述Pool、Node以及弹性伸缩组关系后完成当前减容的伸缩调整。

上述PowerVM虚拟化的管理方法通过云管平台配置负载均衡管理模块和监控模块，从而实现弹性伸缩组的前置条件：资源监控与负载均衡，再配置弹性伸缩策略（弹性伸缩策略可以完全采用类似虚拟化环境的伸缩策略，本实施例中不做赘述），借助硬件负载均衡器实现应用层负载均衡，实现了PowerVM虚拟化环境下的弹性伸缩组功能。

如上所述仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。

Claims (9)

1.PowerVM虚拟化的管理方法，在PowerVM虚拟化上层构建云管平台，包括虚拟机管理模块和监控管理模块，虚拟机管理模块用于调控虚拟机，监控管理模块用于监控PowerVM虚拟化的硬件数据和虚拟机数据，其特征是，构建负载均衡管理模块和弹性伸缩组模块，所述弹性伸缩组模块内预先存储有预设的伸缩策略，所述伸缩策略是指虚拟机管理模块根据监控管理模块所监控得到的数据来调控虚拟机的步骤；所述负载均衡管理模块根据弹性伸缩组模块的扩容/减容弹性伸缩策略来增加/移除硬件负载均衡设备中的节点，从而对硬件负载均衡设备进行管理。

2.根据权利要求1所述的PowerVM虚拟化的管理方法，其特征是，所述虚拟机管理模块执行虚拟机创建、删除、资源调整、开机、关机、另存模板中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的PowerVM虚拟化的管理方法，其特征是，还包括创建模板：复制当前虚拟机得到虚拟机模板，记录其弹性伸缩组配置；若所述伸缩策略为该虚拟机所属弹性伸缩组的扩容弹性伸缩策略，即验证弹性伸缩组配置从而调用该虚拟机模板得到增加的虚拟机。

4.根据权利要求1所述的PowerVM虚拟化的管理方法，其特征是，所述硬件负载均衡设备具体是F5设备。

5.根据权利要求1所述的PowerVM虚拟化的管理方法，其特征是，所述监控管理模块通过自主采集和/或第三方***集成获取主流网络设备、物理服务器、虚拟化服务器、数据库、中间件的故障、应用进程和性能数据中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的PowerVM虚拟化的管理方法，其特征是，所述硬件数据包括物理处理器信息、物理内存信息、网卡、温度、风扇状态、电源状态中的一种或多种。

7.根据权利要求5或6所述的PowerVM虚拟化的管理方法，其特征是，所述虚拟机数据包括CPU、内存、电源状态、操作***应用中的一种或多种。

8.计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行时能够实现权利要求1~7中任一项所述的PowerVM虚拟化的管理方法。

9.云管平台，包括虚拟机管理模块和监控管理模块，其特征是还包括负载均衡管理模块和弹性伸缩组模块以及如权利要求8所述的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。

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