一种数据中心综合管理系统云资源调度方法技术方案

技术编号:18458572 阅读:39 留言:0更新日期:2018-07-18 12:37
本发明专利技术涉及计算机领域,特别涉及一种数据中心综合管理系统云资源调度系统及方法,本发明专利技术是对数据中心综合管理系统云资源调度平台管理和开发技术的深入研究和分析,设计了基于数据中心综合管理系统云资源调度平台,在Open‑Stack平台基本管理操作的基础上,设计开发了云资源调度功能模块,通过相关测试,验证了数据中心综合管理系统云资源调度平台在资源管理、资源迁移功能方面具有一定的先进性和应用价值。

A cloud resource scheduling method for data center integrated management system

The invention relates to the field of computer, especially a data center integrated management system cloud resource scheduling system and method. The invention is an in-depth study and analysis of the management and development technology of cloud resource scheduling platform for data center integrated management system, and a cloud resource scheduling platform based on a data center integrated management system is designed. On the basis of the basic management operation of Open Stack platform, a function module of cloud resource scheduling is designed and developed. Through related tests, it is proved that the cloud resource scheduling platform of the data center integrated management system has some advanced and application value in resource management and resource migration.

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心综合管理系统云资源调度方法
本专利技术涉及计算机领域,特别涉及一种数据中心综合管理系统云资源调度系统及方法。
技术介绍
模块化数据中心(ModuleDataCenter,MDC)是基于云计算的新一代数据中心部署形式,为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服务器发展的趋势,其采用模块化设计理念,最大程度的降低基础设施对机房环境的耦合。集成了供配电、制冷、机柜、气流遏制、综合布线、动环监控等子系统,提高数据中心的整体运营效率,实现快速部署、弹性扩展和绿色节能随着大数据信息行业的飞速发展,数据中心的发展也进入到一个新的阶段。管理系统是数据中心内部配置的重要组成部分。传统的管理系统主要已动环监控为主,具备多种数据接口,可接入UPS、配电柜、精密空调、门禁、温湿度传感器、烟雾探测器、温感探测器、漏水传感器、翻转天窗及网络摄像机等多种监控对象。当前,随着云计算、大数据和互联网的快速发展,信息化的基础设施发生了根本转变,监控管理的需求从一些单独的系统要求转化为整体平台化、统一平台、统一管理的系统要求。各项应用服务器不再是单独的计算模块,而是通过云计算、大数据等平台将计算、存储资源统一起来,跨越数据中心范围形成规模庞大、统一监控与管理的资源池,因此需要能够监控大规模、分布式、跨地域的虚拟资源与物理资源的统一监控系统。数据中心基础设施是云计算架构的核心,它提供给用户对包括CPU、内存、存储、网络等计算资源的使用,有效减轻了IT运维的成本和复杂性。云计算架构具有分布式、跨网络、资源种类多的特点,随之而来为资源管理方面带来了前所未有的挑战,相比于传统服务器集群架构,除了对Web服务器、应用服务器等物理资源的管理,还需要对CPU、内存、存储、网络、虚拟机等虚拟资源的统一管理。云计算对于用户来讲,具有如下特征(1)按需自服务(on-demandself-service):云计算能够为用户快速提供服务、资源,并且用户能够根据自身需求来使用、部署、交回云资源,服务云供应商可以根据用户需求调度、回收各类资源;(2)资源池(resourcepooling):云计算中的IaaS层维护所有资源虚拟化后组成的资源池,通过多租户形式根据需求将各类资源分配给用户,是虚拟化层上的又一层抽象;(3)网络访问(networkaccess):云计算中所有的服务都是通过Internet提供,用户无需关心资源部署形式、位置就可以通过网络方便获取所需资源;(4)快速弹性(rapidelasticity):云计算的服务供应商能够根据用户需求快速弹性地部署、释放、回收资源和服务,根据需求动态地调度资源,对用户而言,资源是无限的,任何需求都可以随时得到满足;(5)可计量服务(measuredService):按需自服务的必然要求就是按需计费,云计算服务提供商能够依照用户资源和服务的使用情况按需计费,当然这些都是抽象的资源,如带宽、存储、CPU等。根据云计算提供服务的类型,将云计算的架构分为三层(IaaS、PaaS、SaaS),IaaS(InfrastructureasaService)层,基础设施即服务。IaaS层的核心技术是虚拟化,它屏蔽底层的物理资源,在虚拟化技术的基础上为PaaS层提供虚拟机服务。该层能够通过使用大量廉价的计算机的集群提供高可靠、高性能的大规模计算能力。该层是整个云计算系统的基础,所有的上层服务都是基于IaaS层的虚拟化来开展的,该层也是云计算系统中最难实现的部分。PaaS(PlatformasaService)层,平台即服务。PaaS层核心技术是并行计算,它能够为用户提供软件开发平台和工具,如Java、python、.NET,在该层开发的应用程序部署到IaaS层,以SaaS层的应用程序模式提交给用户。SaaS(SoftwareasaService)层,软件即服务。SaaS层给用户提供租用形式的软件服务,用户无需购买软件即可使用部署在IaaS层上的应用程序。用户无需关心相关的网络、操作系统、存储等,即可获得软件系统。虚拟化(Virtualization)技术为IaaS层的关键技术,同时是整个云计算系统核心的组成部分,是云计算系统的基础。对于虚拟化,可以理解为资源的抽象。通过虚拟化技术,可以屏蔽资源属性之间差异,用统一的接口使用、维护虚拟后的资源。其实质就是一种隔离了软件和硬件中间件技术,屏蔽下层差异,为上层提供统一接口服务。服务器虚拟化是将一台服务器虚拟化成为多个来使用,因此,服务器虚拟化技术是IaaS层的基础。通常在一台物理主机上可运行多台虚拟机,通过虚拟化得到的多台虚拟机之间具有独立性,与其他虚拟机完全隔离,保证虚拟机的安全及可靠,服务器虚拟化主要是针对物理服务器的CPU、Memory、Disk、设备与I/O等资源进行抽象。其中,CPU虚拟化将物理CPU抽象成为数个虚拟CPU,多台虚拟CPU可以提高物理CPU的使用率;内存虚拟化将物理内存抽象成多个虚拟内存供多台虚拟机共享,每台虚拟机彼此独立,拥有隔离的内存空间;设备与I/O虚拟化将物理主机真实设备抽象为多个虚拟设备,用于多台虚拟机I/O请求与设备的访问。在服务器虚拟化的环境中,如果服务器出现了故障或者系统维护需要服务器停止服务一段时间,如何保证虚拟机的工作呢?虚拟机的迁移技术完美的解决了上述问题。在某台服务器发生故障的情况下,及时将其上运行的虚拟机迁移到其他服务器上,提高系统的容错能力;当系统服务器不能满足需求,需要更新换代新的服务器时,将虚拟机迁移到新的服务器上,能够提高系统的负载均衡能力同时提升用户的体验,减少了系统升级的困难。因此,虚拟机迁移技术是虚拟化技术中关键的一环。衡量虚拟机迁移的主要指标有三个:迁移时间、停机时间、对应用程序的影响。其中,迁移时间指的是从迁移开始,到迁移结束所用的时间。停机时间指的是在迁移的过程中,参与的所有主机同时不能使用的时间。对应用程序的影响指的是被迁移对象上运行的应用程序受此次迁移的影响程度。在迁移的过程中,用户体验会比较差,因此迁移时间和停机时间的长短是衡量一个迁移工具性能的重要指标。虽然在技术方面讲,云计算日益成熟,而且云计算模式给用户带来便利、给企业带来收益,但随着云基础设施的不断增加,由于资源利用不合理等原因导致数据中心过度的能源消耗、二氧化碳排放量过高等问题也突显出来。过度的能耗意味着云供应商利润的降低,而二氧化碳导致的环境问题也不容小觑。因此,如今云计算目前面临的主要问题之一就是如何实现云计算中资源的高效利用和能源的有效节约。其中很关键的技术就是如何进行资源的调度,在需求量增加的情况时动态调度,保证服务的质量,同时在需求减少的情况下动态调度,关闭闲置的物理机器,节省能耗。云计算的迅速发展,促使了云计算资源的调度算法取得很大突破。但大多数策略都是为了提高云数据中心资源的利用率、减少数据中心的能量消耗、维持系统的稳定性。分析开源云平台OpenStack现有的调度策略,发现了其中的不足,并针对虚拟机调度,提出了一种动态的调度策略,提高云平台的资源利用率并达到节能的目的。在使用OpenStack搭建的云环境中,资源池中分布着很多计算节点,当有用户请求创建实例的时候,就会面临将虚拟机实例创建在那个计算节点上的问题。在Op本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对数据中心综合管理系统云资源的调度系统,具体包括监控预测模块、调度模块、迁移模块、调度控制器,监控预测模块、调度模块和迁移模块通过调度控制器来协调,与Open Stack组件一起工作,共同完成系统的动态调度。

【技术特征摘要】
1.一种针对数据中心综合管理系统云资源的调度系统,具体包括监控预测模块、调度模块、迁移模块、调度控制器,监控预测模块、调度模块和迁移模块通过调度控制器来协调,与OpenStack组件一起工作,共同完成系统的动态调度。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:监控预测模块包括周期性监控数据收集器(DataCollector)和预测器(Predictor),所述周期性数据收集器主要用于对OpenStack集群环境中物理主机的资源使用情况做周期性的收集,预测器对资源使用情况进行分析、预测,进而选择合适时机触发虚拟机的迁移。3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述调度模块由两个模块构成:目标虚拟机选择器(VMSelector)、调度服务模块(nova-scheduler)。4.一种针对数据中心综合管理系统云资源的调度方法,包括如下步骤:(1)dynamicScheduler服务启动,SchedulerController开始周期性的向DataCollector请求资源使用情况的数据;(2)DataCollector收到请求,响应请求获取系统中物理主机资源使用的历史数据,并将数据返回;(3)SchedulerController得到历史数据,向Predictor请求数据分析和预测;(4)Predictor收到Sche...

【专利技术属性】
技术研发人员:李俊山
申请(专利权)人:郑州云海信息技术有限公司
类型:发明
国别省市:河南,41

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