面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制，實(shí)施步驟如下：四個節(jié)點(diǎn)組成的機(jī)器群，通過DVMM系統(tǒng)虛擬成一臺物理機(jī)器，其上運(yùn)行操作系統(tǒng)；節(jié)點(diǎn)0擁有較多內(nèi)存資源，節(jié)點(diǎn)1擁有較多PCI/E設(shè)備，節(jié)點(diǎn)2擁有較多CPU資源，節(jié)點(diǎn)3有較多存儲資源；本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，有針對性地提出了基于DVMM的節(jié)點(diǎn)特征描述機(jī)制，在DVMM架構(gòu)中增加一個新的模塊NCM，模塊作為DVMM的一部分，收集且以良好設(shè)計的格式描述各個節(jié)點(diǎn)上計算資源的特征信息。在系統(tǒng)軟件中，可以根據(jù)這些信息對資源調(diào)度的算法實(shí)施優(yōu)化，與DVMM協(xié)作使資源得到更合理的調(diào)度，從而使得整個系統(tǒng)具有更高的性能和效率。
【專利說明】面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬化技術(shù)以及操作系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說是一種面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著虛擬化技術(shù)的逐步發(fā)展，其性能和可靠性越來越高，潛在的商業(yè)和學(xué)術(shù)價值逐漸被發(fā)掘。近年來云計算概念逐漸火熱，國內(nèi)外眾多廠商紛紛發(fā)布云計算戰(zhàn)略和產(chǎn)品，這為虛擬化技術(shù)帶來了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
[0003]目前，虛擬化技術(shù)存在兩個大的方向。其一是在一臺物理機(jī)器上，運(yùn)行多個虛擬機(jī)，將物理機(jī)資源分配給多個虛擬機(jī)使用。其二則是將多臺物理機(jī)的硬件資源整合，呈現(xiàn)給單個操作系統(tǒng)使用。目前各云計算廠商采用的虛擬化技術(shù)均是基于第一個方向的研究成果，也就是在一臺物理機(jī)器上運(yùn)行多個虛擬機(jī)，這樣能保證各個虛擬機(jī)之間的資源隔離，同時使得物理機(jī)的資源得到充分的使用。對第二個方向的研究，主要是分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器DVMM (Distributed Virtual Machine Monitor)架構(gòu)的提出，以及相關(guān)的研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，實(shí)施步驟如下:
O四個節(jié)點(diǎn)組成的機(jī)器群，通過DVMM系統(tǒng)虛擬成一臺物理機(jī)器，其上運(yùn)行操作系統(tǒng)；
2)節(jié)點(diǎn)O擁有較多內(nèi)存資源，節(jié)點(diǎn)I擁有較多PCI/E設(shè)備，節(jié)點(diǎn)2擁有較多CPU資源，節(jié)點(diǎn)3有較多存儲資源；
3)通過每個節(jié)點(diǎn)上的VMM組成DVMM，DVMM描述了系統(tǒng)硬件資源，將信息提供給操作系統(tǒng)；
4)作為DVMM的一部分，NCM收集了各個節(jié)點(diǎn)的特征信息，形成NCM表，提供接口訪問NCM 表；
5)操作系統(tǒng)根據(jù)DVMM提交上來的資源表，管理資源和調(diào)度任務(wù)；
6)在操作系統(tǒng)初始化過程中，通過NCM和DVMM提供的接口，訪問NCM表，獲得和格式化各個節(jié)點(diǎn)的NCM信息，從而得知物理節(jié)點(diǎn)的特征；
7)當(dāng)操作系統(tǒng)感知將要調(diào)度的任務(wù)對內(nèi)存的需求量比較大，就將其調(diào)度到擁有較多內(nèi)存的O號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
8)當(dāng)操作系統(tǒng)感知將要調(diào)度的任務(wù)屬于計算型，就將其調(diào)度到擁有較多CPU的2號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
9)當(dāng)用戶告知操作系統(tǒng)將要進(jìn)行的任務(wù)需要較大的磁盤存儲空間，就將其調(diào)度到擁有較多存儲資源的3號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
10)當(dāng)有任務(wù)需要使用大量PCI/E設(shè)備時，可將其調(diào)度到節(jié)點(diǎn)I運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
像7)、8)、9)、10)描述的調(diào)度策略使得相應(yīng)任務(wù)高效運(yùn)行，同時也使得整個系統(tǒng)高效運(yùn)行；在沒有NCM的情況下，做不到這樣的調(diào)度，當(dāng)這些任務(wù)在不適合的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時，將導(dǎo)致大量的節(jié)點(diǎn)間通信，造成系統(tǒng)效率低下。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制和現(xiàn)有技術(shù)相比，有針對性地提出了基于DVMM的節(jié)點(diǎn)特征描述機(jī)制，在DVMM架構(gòu)中增加一個新的模塊NCM，模塊作為DVMM的一部分，收集且以良好設(shè)計的格式描述各個節(jié)點(diǎn)上計算資源的特征信息，并將此信息通過適當(dāng)機(jī)制暴露給DVMM其他模塊和上層系統(tǒng)軟件。在系統(tǒng)軟件中，尤其是操作系統(tǒng)，可以根據(jù)這些信息對資源調(diào)度的算法實(shí)施優(yōu)化，與DVMM協(xié)作使資源得到更合理的調(diào)度，從而使得整個系統(tǒng)具有更高的性能和效率。

【具體實(shí)施方式】
[0007]下面對本發(fā)明的面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制作以下詳細(xì)說明。
[0008]本發(fā)明的面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制，實(shí)施步驟如下:
O四個節(jié)點(diǎn)組成的機(jī)器群，通過DVMM系統(tǒng)虛擬成一臺物理機(jī)器，其上運(yùn)行操作系統(tǒng)；
2)節(jié)點(diǎn)O擁有較多內(nèi)存資源，節(jié)點(diǎn)I擁有較多PCI/E設(shè)備，節(jié)點(diǎn)2擁有較多CPU資源，節(jié)點(diǎn)3有較多存儲資源；
3)通過每個節(jié)點(diǎn)上的VMM組成DVMM，DVMM描述了系統(tǒng)硬件資源，將信息提供給操作系統(tǒng)；
4)作為DVMM的一部分，NCM收集了各個節(jié)點(diǎn)的特征信息，形成NCM表，提供接口訪問NCM 表；
5)操作系統(tǒng)根據(jù)DVMM提交上來的資源表，管理資源和調(diào)度任務(wù)；
6)在操作系統(tǒng)初始化過程中，通過NCM和DVMM提供的接口，訪問NCM表，獲得和格式化各個節(jié)點(diǎn)的NCM信息，從而得知物理節(jié)點(diǎn)的特征；
7)當(dāng)操作系統(tǒng)感知將要調(diào)度的任務(wù)對內(nèi)存的需求量比較大，就將其調(diào)度到擁有較多內(nèi)存的O號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
8)當(dāng)操作系統(tǒng)感知將要調(diào)度的任務(wù)屬于計算型，就將其調(diào)度到擁有較多CPU的2號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
9)當(dāng)用戶告知操作系統(tǒng)將要進(jìn)行的任務(wù)需要較大的磁盤存儲空間，就將其調(diào)度到擁有較多存儲資源的3號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
10)當(dāng)有任務(wù)需要使用大量PCI/E設(shè)備時，可將其調(diào)度到節(jié)點(diǎn)I運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)；
像7)、8)、9)、10)描述的調(diào)度策略使得相應(yīng)任務(wù)高效運(yùn)行，同時也使得整個系統(tǒng)高效運(yùn)行；在沒有NCM的情況下，做不到這樣的調(diào)度，當(dāng)這些任務(wù)在不適合的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時，將導(dǎo)致大量的節(jié)點(diǎn)間通信，造成系統(tǒng)效率低下。
[0009]面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器DVMM (Distributed Virtual Machine Monitor)的節(jié)點(diǎn)特征描述機(jī)制 NCM (Node Characterizat1n Mechanism)。
[0010]在前述的DVMM架構(gòu)中增加一個新的模塊NCM，模塊作為DVMM的一部分，收集且以良好設(shè)計的格式描述各個節(jié)點(diǎn)上計算資源的特征信息，并將此信息通過適當(dāng)機(jī)制暴露給DVMM其他模塊和上層系統(tǒng)軟件。在系統(tǒng)軟件中，尤其是操作系統(tǒng)，可以根據(jù)這些信息對資源調(diào)度的算法實(shí)施優(yōu)化，與DVMM協(xié)作使資源得到更合理的調(diào)度，從而使得整個系統(tǒng)具有更高的性能和效率。
[0011]NCM在初始化過程中探測和識別系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的物理資源特征信息、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并以特定格式形成節(jié)點(diǎn)特征描述表，即NCM表。
[0012]NCM表分為兩部分，第一部分描述每個節(jié)點(diǎn)所擁有的資源，第二部分描述單項(xiàng)物理資源屬于哪個節(jié)點(diǎn)。
[0013]第一部分由各個節(jié)點(diǎn)的描述信息組成，每個節(jié)點(diǎn)的描述格式相同。每個節(jié)點(diǎn)的描述信息中，第一項(xiàng)為該節(jié)點(diǎn)的類型，類型可以分為計算型、主存型、存儲型、網(wǎng)絡(luò)型、PCI/PCIE型、PC和移動設(shè)備，各個類型的具體說明見后。類型之間互不排斥，每個節(jié)點(diǎn)可以屬于多項(xiàng)類型。第二項(xiàng)為對該節(jié)點(diǎn)CPU的描述，包括節(jié)點(diǎn)中各個CPU的各項(xiàng)參數(shù)規(guī)格規(guī)格等。第三項(xiàng)為對該節(jié)點(diǎn)主存的描述，包括主存的各項(xiàng)參數(shù)規(guī)格。第四項(xiàng)為對該節(jié)點(diǎn)存儲資源的描述，包括存儲設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)規(guī)格。第五項(xiàng)為對該節(jié)點(diǎn)PCI/PCIE設(shè)備的描述，包括個數(shù)、類型、用途等。此表表項(xiàng)可以根據(jù)需要和技術(shù)發(fā)展參照以上進(jìn)行擴(kuò)充。
[0014]節(jié)點(diǎn)的類型可分為計算型、主存型、存儲型、網(wǎng)絡(luò)型、PCI/PCIE型、PC和移動設(shè)備等。計算型是指該節(jié)點(diǎn)上有較多的CPU，具有較強(qiáng)的計算能力；主存型是指該節(jié)點(diǎn)有較多的內(nèi)存，具有較大的內(nèi)存吞吐能力；存儲型是指該節(jié)點(diǎn)有較多的存儲資源，較大的存儲空間；網(wǎng)絡(luò)型是指該節(jié)點(diǎn)有較多的網(wǎng)卡等設(shè)備，具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐能力；PCI/PCIE型是指該節(jié)點(diǎn)有較多的PCI/PCIE設(shè)備；PC是指該節(jié)點(diǎn)為PC，資源配置為典型的PC配置；移動設(shè)備是指該節(jié)點(diǎn)為移動設(shè)備，資源配置有限。節(jié)點(diǎn)的類型可以根據(jù)需要和技術(shù)發(fā)展參照以上進(jìn)行擴(kuò)充。
[0015]NCM表的第二部分由機(jī)群內(nèi)硬件資源的分類描述組成，主要描述某項(xiàng)資源與各個節(jié)點(diǎn)的從屬關(guān)系。第一大類為CPU資源，其中每一項(xiàng)為物理CPU的編號與其所在節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號的對應(yīng)關(guān)系。第二大類為主存資源，其中每一項(xiàng)為內(nèi)存DIMM的編號與其所在節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號的對應(yīng)關(guān)系。第三大類為硬盤資源，其中每一項(xiàng)為硬盤的編號與其所在節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號的對應(yīng)關(guān)系。第四大類為PCI資源，其中每一項(xiàng)為PCI/PCIE設(shè)備的編號與其所在節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號的對應(yīng)關(guān)系。此表表項(xiàng)可以根據(jù)需要和技術(shù)發(fā)展參照以上進(jìn)行擴(kuò)充。
[0016]NCM表存儲在固件中，與固件呈現(xiàn)給操作系統(tǒng)的資源表是同類資源。固件通過相應(yīng)的接口訪問NCM表，同時提供各種接口和例程以響應(yīng)操作系統(tǒng)對NCM表的訪問請求。操作系統(tǒng)通過特定的調(diào)用，向固件請求對NCM表資源的訪問。
[0017]本發(fā)明的面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制其加工制作非常簡單方便，按照說明書所示即可加工。
[0018]除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.面向分布式虛擬機(jī)監(jiān)視器的節(jié)點(diǎn)特征機(jī)制，其特征在于實(shí)施步驟如下: (O四個節(jié)點(diǎn)組成的機(jī)器群，通過DVMM系統(tǒng)虛擬成一臺物理機(jī)器，其上運(yùn)行操作系統(tǒng)； (2)節(jié)點(diǎn)O擁有較多內(nèi)存資源，節(jié)點(diǎn)I擁有較多PCI/E設(shè)備，節(jié)點(diǎn)2擁有較多CPU資源，節(jié)點(diǎn)3有較多存儲資源； (3)通過每個節(jié)點(diǎn)上的VMM組成DVMM，DVMM描述了系統(tǒng)硬件資源，將信息提供給操作系統(tǒng)； (4)作為DVMM的一部分，NCM收集了各個節(jié)點(diǎn)的特征信息，形成NCM表，提供接口訪問NCM 表； (5)操作系統(tǒng)根據(jù)DVMM提交上來的資源表，管理資源和調(diào)度任務(wù)； (6)在操作系統(tǒng)初始化過程中，通過NCM和DVMM提供的接口，訪問NCM表，獲得和格式化各個節(jié)點(diǎn)的NCM信息，從而得知物理節(jié)點(diǎn)的特征； (7)當(dāng)操作系統(tǒng)感知將要調(diào)度的任務(wù)對內(nèi)存的需求量比較大，就將其調(diào)度到擁有較多內(nèi)存的O號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)； (8)當(dāng)操作系統(tǒng)感知將要調(diào)度的任務(wù)屬于計算型，就將其調(diào)度到擁有較多CPU的2號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)； (9)當(dāng)用戶告知操作系統(tǒng)將要進(jìn)行的任務(wù)需要較大的磁盤存儲空間，就將其調(diào)度到擁有較多存儲資源的3號節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)； (10)當(dāng)有任務(wù)需要使用大量PCI/E設(shè)備時，可將其調(diào)度到節(jié)點(diǎn)I運(yùn)行，不輕易調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)； 像(7)、(8)、(9)、( 10)描述的調(diào)度策略使得相應(yīng)任務(wù)高效運(yùn)行，同時也使得整個系統(tǒng)高效運(yùn)行；在沒有NCM的情況下，做不到這樣的調(diào)度，當(dāng)這些任務(wù)在不適合的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行時，將導(dǎo)致大量的節(jié)點(diǎn)間通信，造成系統(tǒng)效率低下。
【文檔編號】G06F9/455GK104407915SQ201410717181
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】周雄, 吳楠, 張東 申請人:浪潮集團(tuán)有限公司