一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统技术方案

本发明专利技术涉及硬件资源管理领域，具体公开了一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统，包括计算机、多个虚拟机和一个资源管理器，每个虚拟机都有独立的操作系统和应用程序，资源管理器包括进程隔离模块、队列优化模块、资源分配模块、动态调整模块，其中，进程隔离模块与队列优化模块相连，队列优化模块与资源分配模块相连，资源分配模块与动态调整模块相连，资源管理器负责对虚拟机之间的硬件资源进行分配和调度；本发明专利技术通过将进程隔离到不同的虚拟机中，并在虚拟机之间分配硬件资源，实现了对硬件资源请求队列的优化，提高了计算机系统的性能和可靠性。性能和可靠性。性能和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统


[0001]本专利技术涉及硬件资源管理领域，更具体地说，本专利技术涉及一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统。

技术介绍

[0002]传统的计算机系统中，所有进程共享硬件资源，容易造成资源竞争和互相干扰。为了解决这个问题，出现了虚拟机技术。虚拟机可以将一个物理计算机划分成多个虚拟计算机，每个虚拟计算机有独立的操作系统和应用程序，可以实现对硬件资源的分配和隔离。然而，在虚拟机内部，进程之间仍然存在资源竞争和互相干扰的问题，特别是物联网、边缘计算对边缘端设备的计算能力提出了越来越高的要求，但现有定制化的设备接入和管理方法系统开销大、灵活性差；同时，目前的部署策略大多以提高系统服务质量为目标，导致系统资源利用率低、限制了系统性能的提升。在资源受限的场景中，做好硬件管理，提升资源的有效利用率更需要被考虑。针对以上问题，本文对硬件资源的请求管理以及应用服务进行了优化。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统，通过将进程隔离到不同的虚拟机中，并在虚拟机之间分配硬件资源，实现了对硬件资源请求队列的优化，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统，包括计算机、多个虚拟机和一个资源管理器，每个虚拟机都有独立的操作系统和应用程序，资源管理器包括进程隔离模块、队列优化模块、资源分配模块、动态调整模块，负责对虚拟机之间的硬件资源进行分配和调度；其中，进程隔离模块与队列优化模块相连，队列优化模块与资源分配模块相连，资源分配模块与动态调整模块相连；
[0005]进程隔离模块将所有进程隔离到不同的虚拟机中，互相之间不会产生资源竞争和互相干扰的问题；
[0006]队列优化模块在资源管理器中对虚拟机之间的硬件资源请求队列进行优化；当一个虚拟机请求硬件资源时，资源管理器会将请求加入到一个队列中，并通过调整队列中请求的顺序、合并相同类型的请求对队列进行优化；
[0007]资源分配模块根据硬件资源闲置状态，根据优化后的队列，将资源分配给虚拟机；
[0008]动态调整模块根据系统负载情况，动态地调整虚拟机之间的资源分配；根据系统负载情况动态地调整虚拟机之间的资源分配，需要对当前系统的负载状况进行实时监测，并根据监测结果动态地调整虚拟机之间的资源分配。
[0009]在队列优化模块中，调整队列中请求的顺序和合并相同类型请求在虚拟化环境中的资源请求队列管理系统中实现，从而实现更加高效和智能的请求管理和分配，具体包括以下几个过程：
[0010]确定优先级：根据虚拟机的需求和系统的负载情况，确定每个请求的优先级，使用公式：优先级＝重要性x紧急程度；其中，重要性和紧急程度都是0到1之间的实数，代表了请求的重要程度和紧急程度，根据实际情况对这两个因素进行量化和赋值，从而计算每个请求的优先级；
[0011]排序请求：根据优先级对请求进行排序，使用排序算法对请求进行排序，从而确定它们在队列中的顺序；
[0012]合并请求：将相同类型的请求合并为一个请求，使用公式：
[0013]请求＝请求1+请求2+...+请求n；其中，请求1到请求n是相同类型的请求，将它们合并为一个请求，从而减少请求的数量和系统开销；
[0014]更新请求：更新合并后的请求的属性和数量，更新请求的资源需求、优先级，同时更新请求的数量，从而反映出合并后的请求的实际需求和影响。
[0015]进一步的，调整队列中请求的顺序和合并相同类型的请求的过程如下：
[0016]请求队列的优先级排序：系统会对请求队列中的请求按照其优先级进行排序，使用基于权重的排序算法或基于时间的排序算法，其中，在基于权重的排序算法中，使用以下公式来计算请求的权重：
[0017]W＝α
×
P+β
×
R+γ
×
T；其中，W表示请求的权重，P表示请求的优先级，R表示请求的资源需求，T表示请求的时限，α、β和γ表示权重系数；
[0018]相同类型请求的合并：对于请求队列中相同类型的请求，系统将它们合并为一个请求，并计算出合并请求的资源需求；具体的合并算法是将相同类型请求的资源需求进行求和，或者选择其中的最大值作为合并请求的资源需求；
[0019]在合并算法中，相同类型请求的资源需求进行求和的公式：
[0020]R'＝∑(Ri)；其中，R'表示合并请求的资源需求，Ri表示相同类型请求的资源需求；
[0021]在合并算法中，选择其中的最大值作为合并请求的资源需求的公式：
[0022]R'＝max(Ri)；其中，R'表示合并请求的资源需求，Ri表示相同类型请求的资源需求。该公式的含义是，当出现多个相同类型的请求时，系统会选择其中资源需求最大的一个，作为合并请求的资源需求。
[0023]在资源分配模块中，一个虚拟化环境中有多个虚拟机运行，这些虚拟机共享一台物理主机上的硬件资源，资源管理器负责分配这些硬件资源给每个虚拟机，并根据优化后的队列来优化分配的过程，具体的分配过程如下：
[0024]当虚拟机发出资源请求时，这些请求将被添加到资源请求队列中；
[0025]资源管理器定期检查硬件资源的可用性，如果有可用的硬件资源，则根据队列中请求的优先级和类型来分配资源；
[0026]资源管理器首先查找队列中最高优先级的请求，如果该请求需要的资源可用，则分配给该请求对应的虚拟机；如果该请求需要的资源不可用，则继续查找队列中次高优先级的请求，直到找到可以分配的资源或遍历整个队列；
[0027]如果队列中有相同类型的请求，资源管理器将这些请求合并成一个大的请求，然后，根据优先级来分配这个大请求需要的资源；
[0028]如果资源管理器无法找到可以满足请求的资源，它将等待资源变得可用，并继续
监视队列中的新请求；
[0029]通过优化资源请求队列，资源管理器可以更有效地分配硬件资源，提高系统的性能和可靠性；此外，根据优先级和类型来分配资源还可以确保重要任务得到及时处理，从而提高系统的响应速度和效率；
[0030]当资源被成功分配给一个虚拟机时，资源管理器会将该虚拟机的运行状态更新，并记录已分配的资源数量和类型；
[0031]如果队列中有其他请求等待分配资源，资源管理器将继续执行上述过程，直到所有请求都得到满足；
[0032]当虚拟机不再需要已分配的资源时，资源管理器会将这些资源回收，并更新虚拟机的运行状态和已分配资源的数量；
[0033]如果系统中的硬件资源不足，资源管理器可以使用负载平衡算法来优化资源分配，并将一些虚拟机迁移到其他物理主机上，以减轻单个主机的负载。通过优化资源请求队列，资源管理器可以更好地管理虚拟化环境中的硬件资源，提高系统的性能和可靠性。
[0034]进一步的，优化后的队列还可以提高虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统，包括计算机、多个虚拟机和一个资源管理器，其特征在于，每个虚拟机都有独立的操作系统和应用程序，资源管理器包括进程隔离模块、队列优化模块、资源分配模块、动态调整模块，负责对虚拟机之间的硬件资源进行分配和调度；其中，进程隔离模块与队列优化模块相连，队列优化模块与资源分配模块相连，资源分配模块与动态调整模块相连；进程隔离模块将所有进程隔离到不同的虚拟机中，互相之间不会产生资源竞争和互相干扰的问题；队列优化模块在资源管理器中对虚拟机之间的硬件资源请求队列进行优化；当一个虚拟机请求硬件资源时，资源管理器会将请求加入到一个队列中，并通过调整队列中请求的顺序、合并相同类型的请求对队列进行优化；资源分配模块根据硬件资源闲置状态，根据优化后的队列，将资源分配给虚拟机；动态调整模块根据系统负载情况，动态地调整虚拟机之间的资源分配；根据系统负载情况动态地调整虚拟机之间的资源分配，需要对当前系统的负载状况进行实时监测，并根据监测结果动态地调整虚拟机之间的资源分配；其中，动态调整模块根据系统负载情况动态地调整虚拟机之间的资源分配的过程如下：监测系统的负载状况：CPU利用率、内存利用率、网络带宽利用率；根据监测结果，计算当前系统的负载情况指标Y，用来表示系统的负载情况，使用以下公式来计算系统的负载情况指标：Y＝CU*CW+MU*MW+NU*NW；其中，CU表示CPU利用率，MU表示内存利用率，NU表示网络带宽利用率，CW、MW、NW分别表示CPU、内存、网络带宽的权重；根据负载情况指标，调整虚拟机之间的资源分配；进行资源分配包括以下步骤：步骤a，如果当前系统的负载情况指标小于某个阈值，将资源分配给需要更多资源的虚拟机，使用以下公式来计算虚拟机的资源需求指标RD：RD＝CD*CW+MD*MW+ND*NW；其中，CD表示虚拟机对CPU的需求，MD表示虚拟机对内存的需求，ND表示虚拟机对网络带宽的需求，CW、MW、NW分别表示CPU、内存、网络带宽的权重；然后根据虚拟机的资源需求指标，动态地分配资源；步骤b，如果当前系统的负载情况指标大于某个阈值，此时需要减少资源分配，使用以下公式来计算虚拟机的资源释放指标：RR＝CD*(1
‑
CW)+MD*(1
‑
MW)+ND*(1
‑
NW)；其中，CD表示虚拟机对CPU的需求，MD表示虚拟机对内存的需求，ND表示虚拟机对网络带宽的需求，CW、MW、NW分别表示CPU、内存、网络带宽的权重；然后根据虚拟机的资源释放动态调整虚拟机之间的资源分配需要根据当前系统负载情况进行判断，定义一个阈值，当系统负载超过这个阈值时，对虚拟机的资源分配进行调整。2.根据权利要求1所述的一种计算机进程隔离优化硬件资源的管理系统，其特征在于，队列优化模块用于调整队列中请求的顺序和合并相同类型请求，具体过程如下：确定优先级：根据虚拟机的需求和系统的负载情况，确定每个请求的优先级，使用公式：优先级＝重要性x紧急程度；排序请求：根据优先级对请求进行排序，使用排序算法对请求进行排序，从而确定它们
在队列中的顺序；合并请求：将相同类型的请求合并为一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，
申请(专利权)人：淮北智海智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：