一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法和系统，包括：根据虚拟机创建请求的到达率和系统创建虚拟机服务速率确定他们之间的数量关系，并确定系统允许创建的虚拟机的最优数量；修改宿主操作系统内存资源调度子系统的伙伴算法参数，将系统的可用内存划分为k块；宿主操作系统内存资源调度子系统调度k块内存的某一块给当前虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统；宿主操作系统内存资源调度子系统回收虚拟机客户操作系统内存资源调度子系统的内存。本发明专利技术解决了在数据中心物理服务器上宿主操作系统内存资源调度子系统和客户操作系统内存资源调度子系统之间调度内存资源的方法和系统，有效地指导了在物理服务器上调度虚拟机的数量。

Method and system for scheduling number of virtual machines based on memory resource supply

The invention provides a method and system, a memory resource supply scheduling based on the number of virtual machines including determining the arrival rate and the system of virtual machine to create the request to create a virtual machine service rate the number of their relationship, and to determine the optimal number of virtual machine system allows the creation of the parameters; buddy algorithm modify the host operating system memory resource scheduling the available memory subsystem, system can be divided into k blocks; the host operating system memory resource scheduling subsystem K scheduling of a block of memory blocks to the current virtual machine client operating system memory resource scheduling subsystem; virtual client operating system memory resource scheduling subsystem recovery host operating system memory resource scheduling subsystem memory. The invention solves method and system in the data center physical server scheduling memory resources between the host operating system memory resource scheduling subsystem and client operating system memory resource scheduling subsystem, the number of effective guidance for the scheduling of virtual machine in the physical server.

【技术实现步骤摘要】
一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法及系统
本专利技术涉及操作系统领域，特别涉及一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法及系统。
技术介绍
虚拟化技术是云计算的基石，云服务商通过提供虚拟化的计算资源和存储资源使得租户在众多的物理服务器上创建数以千计的虚拟机，然后在这些虚拟机上创建多种类型的操作系统，从而不同操作系统的不同服务满足了各种类型租户的需求。然而，在众多的物理服务器上创建数以千计的虚拟机需要解决很多难题，从内存资源调度的角度当前存在的难题主要有：1)在单一物理服务器内存容量既定的情况下，如何定量去估算在该服务器上创建虚拟机的个数；2)在1)基础上，从用户请求创建虚拟机的时间到获得内存资源开始创建虚拟机的时间如何建模，即用户请求速率和服务速率之间是否符合某种概率分布；3)在2)基础上，在采用宿主模型虚拟机架构下，如何从宿主操作系统内存资源调度子系统中分配内存资源给客户操作系统内存资源调度子系统，客户操作系统内存资源调度子系统如何释放内存资源给宿主操作系统内存资源调度子系统；当然，在云数据中心中，如何在众多物理服务器集中解决上述3个问题也是非常棘手和复杂的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法及系统，以解决在物理服务器上创建虚拟机时内存资源提供和调度时存在的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的系统，包括：宿主操作系统内存资源调度子系统和客户操作系统内存资源调度子系统；所述宿主操作系统内存资源调度子系统包括内存分配模块和内存回收模块，其中，所述内存分配模块用于由所述宿主操作系统内存资源调度子系统分配内存块给所述客户操作系统内存资源调度子系统，所述内存回收模块用于所述宿主操作系统内存资源调度子系统回收宕机后的客户操作系统内存资源调度子系统的内存；所述客户操作系统内存资源调度子系统包括内存探测模块和内存释放模块，其中，所述内存探测模块用于所述客户操作系统内存资源调度子系统在启动过程中探测到从所述宿主操作系统内存资源调度子系统分派过来的内存块，所述内存释放模块用于所述客户操作系统内存资源调度子系统在宕机时刻将其占用的内存返回给宿主操作系统内存资源调度子系统。同时，本专利技术还提供一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法，使用所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的系统，包括：获取虚拟机创建请求的到达率；获取系统创建虚拟机服务速率；根据虚拟机创建请求的到达率和系统创建虚拟机服务速率确定他们之间的数量关系，并确定系统允许创建的虚拟机的最优数量；修改宿主操作系统内存资源调度子系统的伙伴算法参数，将系统的可用内存划分为k块；宿主操作系统内存资源调度子系统调度k块内存的某一块给当前虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统；宿主操作系统内存资源调度子系统回收虚拟机客户操作系统内存资源调度子系统的内存。进一步的，在所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法中，所述获取虚拟机创建请求的到达率通过以下公式获得：当n-＞∞时，其中Pm(t)表示在时间间隔t时有m个虚拟机请求创建的概率，λ表示虚拟机请求创建时，新的虚拟机创建请求的到达率，n表示在时间间隔t内，将时间切分成n等分进行无穷小化。进一步的，在所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法中，所述获取系统创建虚拟机服务速率通过以下公式获得：P{X>t}＝e-μt其中，μ表示虚拟机请求创建时，系统创建虚拟机服务速率。进一步的，在所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法中，所述根据虚拟机创建请求的到达率和系统创建虚拟机服务速率确定他们之间的数量关系过以下公式获得：k:宿主操作系统内存资源调度子系统提供的内存块m:请求创建虚拟机的个数pm:请求创建m个虚拟机的概率进一步的，在所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法中，所述的k块内存指内存的块之间连续或不连续，块内是连续的。进一步的，在所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法中，所述修改宿主操作系统内存资源调度子系统的伙伴算法参数，将系统的可用内存划分为k块的步骤包括：在当前宿主操作系统内存资源调度子系统的伙伴系统中分配k块内存用于虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统，利用锁机制锁住所述k块内存；在每个虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统的物理内存描述区增加一项用于描述当前用于此虚拟机创建的内存块信息。进一步的，在所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法中，所述宿主操作系统内存资源调度子系统调度k块内存的某一块给当前虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统的步骤包括：宿主操作系统内存资源调度子系统顺序选择k块内存的某一块，并标识这块内存的物理页表的起始页帧号；虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统加载某一块内存，并读取该内存块信息，同时更新当前客户操作系统内存资源调度子系统内存管理模块的物理页帧数量、物理页表的起始页帧号、页表映射关系、内存区域、内存节点等数据结构，更新完成后，发送一个完成消息给宿主操作系统内存资源调度子系统；宿主操作系统内存资源调度子系统接收到完成的消息后，将该块内存从宿主操作系统内存资源调度子系统的内存管理池中清除出去。进一步的，在所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法中，所述宿主操作系统内存资源调度子系统回收虚拟机客户操作系统内存资源调度子系统的内存的步骤包括：虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统收到宕机调度后，将其已获得的物理页帧数量、物理页表的起始页帧号打包成一个消息；虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统发送一个处理器之间的中断给宿主操作系统内存资源调度子系统，并将所述消息投递给宿主操作系统内存资源调度子系统；宿主操作系统内存资源调度子系统接收到这个处理器之间的中断后，执行一个预先定义的处理器之间的中断处理函数，这个函数的功能是解析所述投递给宿主操作系统内存资源调度子系统的消息，并根据这个消息将当前需要宕机的虚拟机客户操作系统内存资源调度子系统的内存重新纳入宿主操作系统内存资源调度子系统的内存管理池中。本专利技术提供的一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法及系统，具有以下有益效果：解决了在数据中心物理服务器上宿主操作系统内存资源调度子系统和客户操作系统内存资源调度子系统之间调度内存资源的方法和系统，同时建立了虚拟机创建的请求速率和系统的服务速率之间的关系，有效地指导了在物理服务器上调度虚拟机的数量，合理地降低了物理服务器的能耗。附图说明图1是本专利技术较佳实施例的基于内存资源供给调度虚拟机数量的系统示意图；图2是本专利技术较佳实施例的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法示意图；图3是是本专利技术较佳实施例的虚拟机创建请求的到达率分布曲线示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参考图1，其是本专利技术较佳实施例的基于内存资源供给调度虚拟机数量的系统示意图。本实施例以ubuntu-12.04.3LTS为宿主操作系统内存资源调度子系统，ubuntu-12.04.3LTS为客户操作系统内存资源调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的系统，其特征在于，包括：宿主操作系统内存资源调度子系统和客户操作系统内存资源调度子系统；所述宿主操作系统内存资源调度子系统包括内存分配模块和内存回收模块，其中，所述内存分配模块用于由所述宿主操作系统内存资源调度子系统分配内存块给所述客户操作系统内存资源调度子系统，所述内存回收模块用于所述宿主操作系统内存资源调度子系统回收宕机后的客户操作系统内存资源调度子系统的内存；所述客户操作系统内存资源调度子系统包括内存探测模块和内存释放模块，其中，所述内存探测模块用于所述客户操作系统内存资源调度子系统在启动过程中探测到从所述宿主操作系统内存资源调度子系统分派过来的内存块，所述内存释放模块用于所述客户操作系统内存资源调度子系统在宕机时刻将其占用的内存返回给宿主操作系统内存资源调度子系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的系统，其特征在于，包括：宿主操作系统内存资源调度子系统和客户操作系统内存资源调度子系统；所述宿主操作系统内存资源调度子系统包括内存分配模块和内存回收模块，其中，所述内存分配模块用于由所述宿主操作系统内存资源调度子系统分配内存块给所述客户操作系统内存资源调度子系统，所述内存回收模块用于所述宿主操作系统内存资源调度子系统回收宕机后的客户操作系统内存资源调度子系统的内存；所述客户操作系统内存资源调度子系统包括内存探测模块和内存释放模块，其中，所述内存探测模块用于所述客户操作系统内存资源调度子系统在启动过程中探测到从所述宿主操作系统内存资源调度子系统分派过来的内存块，所述内存释放模块用于所述客户操作系统内存资源调度子系统在宕机时刻将其占用的内存返回给宿主操作系统内存资源调度子系统。2.一种基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法，使用如权利要求1所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的系统，其特征在于，包括：获取虚拟机创建请求的到达率；获取系统创建虚拟机服务速率；根据虚拟机创建请求的到达率和系统创建虚拟机服务速率确定他们之间的数量关系，并确定系统允许创建的虚拟机的最优数量；修改宿主操作系统内存资源调度子系统的伙伴算法参数，将系统的可用内存划分为k块；宿主操作系统内存资源调度子系统调度k块内存的某一块给当前虚拟机的客户操作系统内存资源调度子系统；宿主操作系统内存资源调度子系统回收虚拟机客户操作系统内存资源调度子系统的内存。3.如权利要求2所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法，其特征在于，所述获取虚拟机创建请求的到达率通过以下公式获得：当n->∞时，Pm(t)表示在时间间隔t时有m个虚拟机请求创建的概率，λ表示虚拟机请求创建时，新的虚拟机创建请求的到达率，n表示在时间间隔t内，将时间切分成n等分进行无穷小化。4.如权利要求3所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法，其特征在于，所述获取系统创建虚拟机服务速率通过以下公式获得：P{X>t}＝e-μt；其中，P{X>t}表示虚拟机请求创建时，系统创建虚拟机的服务速率，且P{X>t}表示随机事件X在条件X>t下发生的概率，t为某个常数，且P{X>t}服从e-μt的指数分布，μ为指数分布e-μt的参数并为系统创建虚拟机的到达率。5.如权利要求4所述的基于内存资源供给调度虚拟机数量的方法，其特征在于，所述根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛栋梁，程家林，张春强，汪鑫，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海,31