CN1890638B - 用于代理、总计和优化基于网络管理的虚拟机信息的方法、装置和*** - Google Patents

用于代理、总计和优化基于网络管理的虚拟机信息的方法、装置和*** Download PDF

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Abstract

一种方法、装置和***能够让管理虚拟机作为虚拟机主机上其他虚拟机的代理。在一个实施例中，该管理虚拟机可以维护涉及主机上每个虚拟机的网络管理信息的数据库。主机上的增强虚拟机管理器可以提供对管理虚拟机的接口以使得该管理虚拟机能够俘获以主机上虚拟机为目的地的管理消息。该管理虚拟机可基于数据库内的信息响应该消息和/或发出对虚拟机的查询以获取必需的信息。在一个实施例中，管理虚拟机可以在响应网络管理消息之前就总计来自各虚拟机的信息。

Description

用于代理、总计和优化基于网络管理的虚拟机信息的方法、装置和***
技术领域
本发明涉及基于网络的资源管理领域，尤其涉及用于代理、总计和优化基于网络管理的虚拟机信息的方法、装置和***。
背景技术
随着协作的加强和技术的发展，管理公司网络的任务也变得愈发艰巨。更具体地，诸如网络体系结构和进化的网络和***管理以及资源管理的各个方面也变得越来越复杂。结果是，愈发需要合并服务器以降低管理复杂性、成本、功耗以及日常的网络维护。
附图说明
本发明以示例而非限制的方式示出附图，其中类似的编号指示类似的元件，所述附图包括：
图1示出了典型的虚拟机主机的实例；
图2示出了在网络上包括虚拟机主机的典型基于网络的远程管理控制台；
图3示出了本发明一个实施例的概览；以及
图4是示出本发明一个实施例的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例提供用于代理、总计和优化基于网络管理的虚拟机信息的方法、装置和***。在此使用的术语“基于网络的管理”应该包括对各类网络资源的管理(即，诸如包括网络的路由器的资源以及连接至网络的资源，诸如蜂窝电话、手提设备、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、桌上型计算机、工作站、服务器、大型机等等，以及在这些设备上运行的软件，例如操作***和应用程序)。此外参考说明，本发明的“某个实施例”或“一个实施例”意指在本发明的至少一个实施例中包括了联系实施例而描述的特定特征、结构或性能。这样，出现在说明书各处的短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等等无需全部指代同一实施例。
虚拟化技术使得公司能够通过在单个主机上提供安全的、相互隔离的划分来合并服务器。图1示出了一个典型的虚拟机主机设备(“设备100”)。如图所示，虚拟机监视器(“VMM 150”)通常在该设备上运行并且呈现为设备平台对其他软件的抽象(也可称为“虚拟机”)。本领域普通技术人员已知VMM 150也可称为“监管程序”。虽然仅示出了两个虚拟机部分(“VM 105”和“VM 110”，此后并称为“虚拟机”)，这些虚拟机仅是示例性的并且可以将其他的虚拟机添加入主机。VMM 150可以在软件、硬件、固件和/或它们的任何组合来实现(例如，由操作***主控的VMM)。
VM 105和VM 110可以作为各自的独立平台，运行它们自己的“客户操作***”(即，由VMM主控的操作***)和其他软件(概念性地示出作为“客户软件125”和“客户软件130”的客户操作***和其他软件，此后并称为“客户软件”)。每个客户软件像是在专用计算机而非虚拟机上运行。也就是说，每个客户软件期望控制各事件并且可以访问硬件资源。实际上，VMM 150具有对事件和硬件资源的终极控制并在需要时分配资源给客户软件。
每个虚拟机也可包括多级或“递归”虚拟机。换句话说，每个虚拟机可以自己运行“客户VMM”(即，有VMM 150主控的VMM)和其他软件。这样就例如，VM 105可以主控另一个VMM作为它自己的虚拟机组，而VM 110可以主机操作***。本领域普通技术人员显而易见的是可以在任意结构中使用虚拟机和VMM的多级递归。
当前存在各类基于网络的管理软件用于监视和管理网络资源。图2示出了一个典型网络(“网络250”)，该网络包括能够生成网络管理消息的基于网络的管理控制台(“网络管理服务器控制台200”)、主机数据处理设备(“设备100”)以及由设备100主控的多个虚拟机(例如，VM 105和VM 110)。设备100经由网络250连接至多个其他物理主机(示出为“设备205”、“设备210”和“设备215”)。当前可用的基于网络的管理软件将网络上的每个虚拟机作为独立的实体(经常作为分开的主机)。这样对于网络管理服务器控制台200来说，如果网络包括M个主机设备，每个设备运行N个虚拟机，则控制台就将网络看做是由M*N个分开实体组成的。本领域普通技术人员显而易见的是对具有M*N个虚拟实体的网络进行管理是非常复杂并可能导致效率低下。例如，可以发送多个网络管理消息给单个主机设备(即，用于在设备100上运行的每个虚拟机的设备)或从该主机设备中获取。网络管理消息包括但不限于：简单网络管理协议(“SNMP”)消息、基于网络的企业管理(“WBEM”)消息、智能平台管理接口(“IPMI”)消息、公用信息模型(“CIM”)消息和其他分布式管理协议信息。
在某些情况下，包括在网络消息内的信息可以复制/公用给每个VM和/或对VMM已知，例如确定平台***时间或地理位置或者确定每个虚拟机可用的存储量。在其他情况下，网络管理消息器从表面上看不相关或在虚拟机环境内不可用，但是与基于网络的管理软件(例如，关于虚拟机温度的查询)相关。因为VMM可能会也可能不会虚拟化该平台的各类元件，所以虚拟机内的某些信息是不可信的。这样例如，如果查询CPU的温度，则设备100上的每个虚拟机就响应相同的信息，即设备100的温度，或者可选地因为信息不相关或在虚拟机环境内不可用，所以虚拟机都不响应。例如，可以配置设备100以出于安全目的提供无温度信息给虚拟机，或者可选地，VMM可以提供仿真设备的信息给虚拟机。然而为了恰当执行它的网络管理功能，基于网络的管理软件要求关于管理状态的精确信息。这样就例如，如果实际硬件设备的硬件元件上存在再调用，则基于网络的管理软件需要知道网络上存在的硬件版本(即，不仅仅是关于软件仿真版本的信息，因为软件仿真版本对这一硬件组件故障免疫)。相反地，需要识别物理和虚拟设备两者以提供经许可的软件驱动器。
当发送网络管理消息时，每个虚拟机为了响应必须环境转换(context switch)“入(in)”。更具体地，当设备100接收到指向特定VM上客户软件的消息时，各自的VM必须变为活动的VM用于响应，即从存储器和/或盘中检索与VM相关联的状态信息以执行该VM。继续为设备100上每个能够进行管理的VM重复该过程。环境转换昂贵并降低***性能，特别是在需要管理大量虚拟机和/或消息的情况下。因为设备100上的虚拟机可以处于各种状态(例如，空闲、睡眠状态等等)，所以某些环境转换就需要大量的时间和努力以返回运行和/或执行状态。结果是，将保持虚拟机空闲和/或挂起状态以避免高成本的环境转换和其他恢复开销(例如，减压缩睡眠保存图像)。
根据本发明的一个实施例，专用的虚拟机(此后称为“管理虚拟机”)可以作为主机设备上全部虚拟机或部分虚拟机子集的代理。主机设备上的管理虚拟机响应于来自基于网络的管理软件的消息可以合并和/或优化虚拟机网络资源信息。本发明的实施例可以在各种虚拟机环境内实现，例如包括来自Intel公司的硬件实现、诸如来自VMWare公司的VMWare的软件环境、来自Microsoft公司的虚拟PC/虚拟服务器和/或其他显露出来的虚拟化环境，诸如当前仍在发展的″VServer″(版本0.28，2003年12月)、″Denali″(2002年，华盛顿大学，计算机科学与工程系)、″XEN″(2003年，剑桥大学，计算机实验室)。
在一个实施例中，管理虚拟机是″VMM认知″或″虚拟化认知″的，即管理虚拟机识别(能够确定和/或被通知)在虚拟机环境内运行的并与VMM合作以实现各种管理任务，诸如查询在主机设备上运行的虚拟机状态信息。在一个实施例中，管理虚拟机可以作为虚拟机运行，并具有在主机设备上运行的其他虚拟机不具备的特权。在一个可选实施例中，管理虚拟机的功能可以直接集成入VMM和/或能够主控VMM的操作***，而不背离本发明实施例的范围。
图3示出了本发明一个实施例的概览。如图所示，主机设备(″设备300″)可以经由网络250耦合至远程网络管理服务器200。设备300通过管理增强VMM350(即适于实现本发明实施例的VMM)轮流主控多个虚拟机。增强VMM的细节将在随后进一步描述。在本发明的一个实施例中，VM 305和VM 310是典型的虚拟机，而设备300上的第三虚拟机(示出作为″管理VM 325″)是被指定的管理虚拟机并作为主机上其他虚拟机的代理。通过允许管理VM 325作为VM305和VM 310的代理，就可降低管理消息所需的纯环境转换开销量。
在本发明的一个实施例中，管理VM 325可以包括数据库(″数据库330″)，该数据库包括涉及设备300上所有虚拟机的信息。这样例如，数据库330可以包括涉及VM 305和VM 310的各类网络和***管理信息，并且管理VM 325可以周期性地更新数据库内的信息。虽然图3所示的数据库330是包括在管理VM 325内的，但是本发明并不限于此。在另一个实施例中，数据库330可以位于管理VM 325能够访问的任何其他位置。
当远程网络管理控制台200发出网络管理消息给设备300，该消息可由管理VM 325截取并且管理VM 325可以基于该消息确定合适的动作。这样例如，在一个实施例中，如果适于响应查询的信息在数据库330内可用，则管理VM325就代表VM 305和/或VM 310响应该信息。另一方面，如果信息不可用，则管理VM 325就从各自的虚拟机中检索相关信息。可以根据本发明的其他实施例以各种方法配置增强VMM 350和/或管理VM 325。这样例如，增强VMM350和/或管理VM 325可将截获的网络管理消息传送给一个或多个虚拟机。可选地，管理VM 325可以如上所述代表虚拟机进行响应(或不响应)。此外，管理VM 325可以过滤、修改(例如包括编辑和/或重排)和/或挤压(删除)送给一个或多个虚拟机的截获消息。
根据各实施例的响应也可以不同。在一个实施例中，管理VM 325可以提供单个的总计响应，而在可选实施例中，如果合适就可以提供多个响应(例如一个虚拟机一个)。管理VM 325还可以截取来自虚拟机的外发消息，并在发送这些消息之前对它们进行后续的过滤、修改、挤压(删除)和/或总计。例如后面的消息可以响应于较早的消息出现，和/或可以源自每个虚拟机的消息，诸如送至远程网络管理服务器200的心跳(″我活着″)网络消息。本领域普通技术人员显而易见的是，可以各种不同的方法配置管理VM 325而不背离本发明实施例的范围。
在一个实施例中，管理VM 325可以将设备300上的虚拟机划分为各种“类”并基于该信息响应网络管理消息。这样就例如，管理VM 325可以基于每个虚拟机上运行的操作***(例如，Windows 2000、Windows XP、Linux等等)划分虚拟机的类。如果是这样，则根据该实施例，管理VM 325可以代表一类或多类的虚拟机和/或代表物理机进行响应。也可定义其他的这些类或分组而不背离本发明实施例的精神。
在一个实施例中，提供直接指向远程网络管理控制台200的信息。可选并如上所述地，管理VM 325可以在响应远程网络管理控制台200之前总计信息。这样就例如，因为用于设备300上所有虚拟机的物理硬件相同，所以涉及该硬件的消息(例如，报告CPU温度的查询)就可由管理VM 325处理而无需牵连其他的虚拟机。因此，远程网络管理控制台200就可以比它原来(例如，代替接收来自相同物理主机上每个虚拟机的响应)接收关于网络状态的更精确信息。
在一个实施例中，增强VMM 350可以包括接口和/或使能管理VM 325俘获送往设备300上任何虚拟机或设备300本身的管理消息界限的“钩子”。更具体地，该接口使能管理VM 325监听(即，监视)和/或查询增强VMM 350和/或代表设备300上的每个虚拟机进行动作。这样就例如，接口可包括截获送往设备300的进入网络管理消息的能力以及代表设备300进行响应的能力(例如，经由接口送入在设备300上运行的操作***，以使能管理VM 325代表设备300进行响应)。接口和/或“钩子”的概念对本领域普通技术人员来说是已知的并且在此省略对它们的描述以防止不必要地淡化本发明实施例的主题。
本领域普通技术人员显而易见的是，能够以各种方式实现在此描述的代理功能而不背离本发明实施例的范围。这样就例如，虽然以上描述假设在设备300上的单个管理VM 325，但是在可选实施例中，设备300也可以包括多个管理虚拟机和/或联合动作以提供上述代理功能的划分。在又一个实施例中，可以在增强VMM 350中实现该代理功能。
图4是本发明一个实施例的流程图。虽然将随后的操作描述为顺序过程，但实际上很多操作可以并行和/或进发的方式执行。此外，可以重新排列这些操作的次序而不背离本发明实施例的精神。在401中，基于网络的管理服务器发送管理消息给主机多个虚拟机的主机设备。在402中，可由在该主机设备上的管理虚拟机截取所述网络管理消息。在403中，该管理虚拟机检查该消息以确定该消息是否在管理虚拟机的数据库内可用(并且是否是最新的，即相干的)。如果是，则在404中管理虚拟机就代表该主机上的虚拟机采取适当的行动。例如，响应、不响应、将该消息发送给一个或多个虚拟机等等)。然而若是本地数据库不包括该信息和/或该信息已过期，则在405中管理虚拟机就发送查询给主机上的每个虚拟机。在一个实施例中，仅查询虚拟机的一个子集。管理虚拟机在406中收集查询的响应并在407中使用收集到的响应更新数据库。在408中，管理虚拟机随后可基于它的政策确定是否总计这些收集到的信息。如果政策指示应该总计这些响应，则在对404中恰当响应基于网络的管理服务器之前就在409中总计这些响应。但若是该政策不要求总计这些响应，网络管理服务器就在404中代表虚拟机采取合适的动作。
根据本发明实施例的主机可以在各种计算设备上实现。根据本发明的一个实施例，计算设备包括能够执行指令以实现本发明实施例的各种组件。例如，计算设备可以包括和/或耦合至至少一个机器可访问介质。在此说明书中，“机器”包括但不限于带有一个或多个处理器的任何计算设备。在此说明书中，“机器可访问介质”包括以计算设备可访问形式存储和/或发送信息的任何机制，所述机器可访问介质包括但不限于可记录/非可记录介质(诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光盘存储介质、闪存设备等等)以及电气、光学、声学或其他传播信号形式(例如，载波、红外信号、数字信号等等)等等。
根据一个实施例，计算设备包括诸如一个或多个处理器的各种其他已知组件。可以使用网桥/存储器控制器通信地耦合处理器和机器可访问介质，并且处理器能够执行存储在机器可访问介质内的指令。网桥/存储器控制器可以耦合至图形控制器，并且图形控制器可以控制显示设备上显示数据的输出。网桥/存储器控制器可以耦合至一个或多个总线。总线元件的一个或多个可以与处理器一并集成为单片封装或使用多个封装或管芯。诸如通用串行总线(″USB″)主机控制器的主机总线控制器可与总线耦合并且多个设备也可与USB耦合。例如，诸如键盘和设备的用户输入设备可以包括在计算设备内以提供数据输入。〕
在前述的说明中，参考了其中的特定具体实施例描述了本发明。然而应该认识到，由此做出的各种修改和变换并不背离由所附权利要求阐述的本发明的更广泛精神和范围。因此就认为说明书和附图仅是示意性而非限制性的。

Claims (20)

1.一种优化在包括虚拟机主机设备的网络上提供的信息的方法，包括：
截获来自基于网络的管理服务器并要送至所述网络上至少一个所述虚拟机主机设备的消息；
确定适于响应所述消息的关于在所述虚拟机主机设备上运行的所述至少一个虚拟机的信息是否在数据库中可用，其中所述数据库包括涉及所述虚拟机主机设备上所有的虚拟机的信息；
如果所述信息可用，利用所述信息来代表所述至少一个虚拟机响应所述消息；
如果所述信息不可用，从各虚拟机中检索所述信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检索所述信息还包括发出请求给至少一个虚拟机并利用来自所述至少一个虚拟机的响应对来自所述基于网络的管理服务器的消息进行响应。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，利用来自至少一个虚拟机的所述响应还包括在响应来自所述基于网络的管理服务器的所述消息之前对来自所述至少一个虚拟机的响应进行过滤、修改、删除和重排动作的至少一种。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，利用来自至少一个虚拟机的所述响应还包括在响应来自所述基于网络的管理服务器的所述消息之前合计来自所述至少一个虚拟机的响应。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定步骤还包括与虚拟机管理器对接以获取所述信息。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息是基于网络的管理信息，该信息包括涉及所述虚拟机主机设备的资源信息。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述虚拟机主机设备上的多个虚拟机分组为至少一类虚拟机，并且当关于在所述虚拟机主机设备上运行的所述至少一类虚拟机的信息在所述数据库中可用时，利用所述信息代表所述至少一类的虚拟机而响应所述消息。
8.一种用于优化在包括虚拟机主机设备的网络上提供的信息的***，包括：
在至少一个所述虚拟机主机设备上运行的虚拟机；以及
管理虚拟机，它能够截获来自基于网络的管理服务器并要送至所述虚拟机的消息，所述管理虚拟机还能够确定适于响应所述消息的关于在所述虚拟机主机设备上运行的所述至少一个虚拟机的信息是否在数据库中可用，其中所述数据库包括涉及所述虚拟机主机设备上所有的虚拟机的信息；
其中，如果所述信息可用，所述管理虚拟机就利用所述信息来代表所述至少一个虚拟机响应所述消息；
其中，如果所述信息不可用，所述管理虚拟机就从各虚拟机中检索所述信息。
9.如权利要求8所述的***，其特征在于，还包括能够获取涉及所述虚拟机的信息的虚拟机管理器。
10.如权利要求8所述的***，其特征在于，所述虚拟机管理器包括所述管理虚拟机。
11.如权利要求8所述的***，其特征在于，所述管理虚拟机在响应所述网络管理消息之前对响应于所述消息而获取的所述信息进行过滤、修改、删除和重排动作的至少一种。
12.如权利要求8所述的***，其特征在于，所述管理虚拟机在响应于来自所述基于网络的管理服务器的消息之前合计所述信息。
13.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述信息是基于网络的管理信息，该信息包括涉及所述虚拟机主机设备的资源信息。
14.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述管理虚拟机还能够将所述虚拟机主机设备上的多个虚拟机分组为至少一个虚拟机类，并且当关于在所述虚拟机主机设备上运行的所述至少一类虚拟机的信息在所述数据库中可用时，利用所述信息代表所述至少一类的虚拟机对所述消息进行响应。
15.一种优化由虚拟机主机设备提供的信息的方法，包括：
将所述虚拟机主机设备上的虚拟机分组为至少一类；
截获来自基于网络的管理服务器并要送至所述至少一类虚拟机的消息；
确定适于响应所述消息的关于在所述虚拟机主机设备上运行的所述至少一类虚拟机的信息是否在数据库中可用，其中所述数据库包括涉及所述虚拟机主机设备上所有的虚拟机的信息；
如果所述信息可用，利用所述信息来代表所述至少一类虚拟机响应所述消息；
如果所述信息不可用，从所述至少一类虚拟机中的各虚拟机中检索所述信息。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述的类包括基于操作***类型的类和基于应用程序类型的类之一。
17.一种用于优化由包括虚拟机主机设备的网络上提供的信息的***，包括：
在至少一个所述虚拟机主机设备上运行的一类虚拟机，该类虚拟机包括多个虚拟机；以及
管理虚拟机，它能够截获来自基于网络的管理服务器并要送至该类虚拟机的消息，所述管理虚拟机还能够确定适于响应所述消息的关于在所述虚拟机主机设备上运行的该类虚拟机的信息是否在数据库中可用，其中所述数据库包括涉及所述虚拟机主机设备上所有的虚拟机的信息；
其中，如果所述信息可用，所述管理虚拟机就利用所述信息来代表该类虚拟机响应所述消息；
其中，如果所述信息不可用，所述管理虚拟机就从该类虚拟机中的各虚拟机中检索所述信息。
18.如权利要求17所述的***，其特征在于，该类虚拟机包括基于操作***类型的虚拟机类和基于应用程序类型的虚拟机类中的至少一种。
19.一种位于虚拟机主机设备上的管理虚拟机，包括：
能够截获送往位于所述虚拟机主机设备上的虚拟机的消息的模块；
能够确定适于响应所述消息的关于在所述虚拟机主机设备上运行的所述至少一个虚拟机的信息是否在数据库中可用的模块，其中所述数据库包括涉及所述虚拟机主机设备上所有的虚拟机的信息；以及
如果所述信息可用，能够利用所述信息代表所述至少一个虚拟机对所述消息进行响应，或如果所述信息不可用，从各虚拟机中检索所述信息的模块。
20.如权利要求19所述的管理虚拟机，其特征在于，所述信息是基于网络的管理信息并且包括涉及所述虚拟机主机设备的资源信息。
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