一种普适计算环境虚拟机平台及其创建方法技术

本发明专利技术公开了一种普适计算环境虚拟机平台及其创建方法，属于信息技术领域。本方法为：1)用户将虚拟环境创建请求分别发送给虚拟机监控器和SOA；2)虚拟机监控器和SOA分别进行初始化后，在本地虚拟机端创建客户桩；3)虚拟机监控器收到用户的实例创建请求后，创建并初始化虚拟设备结构体，同时向服务提供设备发出设备初始化请求；4)虚拟机监控器根据创建的虚拟设备结构体和服务提供设备初始化结果为该用户创建虚拟机实例。本平台包括资源层、虚拟层、实例层；虚拟层对资源层进行虚拟化，创建虚拟化的设备资源，封装和映射的远端服务资源；实例层，用于在虚拟层上建立并运行多个虚拟机实例。本发明专利技术大大提高了资源利用率和管理效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息
，具体涉及。
技术介绍
普适计算这一新型的计算模式，体现了信息空间与物理空间的融合趋势，反映了人们对信息服务模式的更高需求一希望能随时、随地、自由地享用计算能力和信息服务， 使人类生活的物理环境与计算机提供的信息环境之间的关系发生革命性的改变。国内外研究机构早已进行相关研究，但是普适计算仍然面临一些其他问题(1)在普适计算环境下，存在着大量的设备资源和服务资源，如何能够有效的管理和使用这些设备资源和服务资源，提高普适计算环境中的资源利用率，共享环境中的设备和服务；(2)普适计算环境对传统应用的支持，其核心是如何实现应用与环境的独立与去華禹合。(3)如何提供一个改进的普适计算应用框架，降低普适计算应用开发难度。为了解决上述三个问题，本专利技术以SOA(Service-Oriented Architecture)为基础，探讨了普适计算环境下的虚拟计算环境，提出了普适计算环境下的虚拟机平台。下面将针对这两方面分别进行国内外的研究现状的分析。面向服务架构(简称S0A)是以服务为基本元素建立的软件架构，它将资源整合成可操作的、基于标准的服务，使其能被重新组合和应用。这使得在各种各样的系统中构建的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互，并能够被发布、发现和调用。通过S0A，系统能够迅速便捷的构建开放的、模块化的、可复用的软件组件。这种模式尤其适合面向广域环境的大规模应用场景，如跨企业的电子商务系统、跨地域的电子政务系统、Internet环境下的协同计算等。本专利技术以SOA为基础，为普适计算环境中设备资源和服务资源的发布、查找、 映射和调用提供支持机制。目前虚拟化技术研究主要集中在传统虚拟机和多计算系统的虚拟化(包括多核虚拟机和分布式计算资源的虚拟计算环境)两个方面。Xen源自一个由英国剑桥大学计算机实验室主持的开源虚拟化项目。起初，Xen 基于32位x86体系结构设计并开发，目标是支持多个运行Xen操作系统虚拟机的服务器应用。Xen位于操作系统与硬件之间，为其上运行的操作系统内核提供虚拟化的硬件环境。 VMware公司由Manford大学的Mendel Rosenblum教授带领他的学生创建，主要研究在工业领域应用的大型主机级的虚拟化技术，并推出了桌面虚拟化软件Vmware Workstation和面向企业服务器市场的Vmware GSX, Vmware ESX Server。Xen和VMWare是基于桌面计算或服务器的单机设备的虚拟化，不提供分布式环境的虚拟化支持。剑桥大学基于Xen的Parallax项目利用虚拟化技术为分布式系统提供存储服务。Parallax可以管理大量虚拟机，通过消除写共享、增加客户端缓存、利用模板映像来构建整个系统。Virtual Workspaces是Globus项目组为了解决部署远程作业运行环境操作复杂，不同网格应用所需的操作系统、中间件、库文件版本和文件系统不同导致的网格资源利用率低，实现网格资源在不同用户间进行安全隔离、并可进行细粒度管理所成立的一个项目。Virtual Workspaces重新定义了网格的作业执行层，不再将作业直接映射到网格物理资源，而是把不同用户需要的作业运行环境封装为独立的、相互隔离的虚拟机，即Virtual Workspaces，实现网格计算环境的部署及以虚拟机为单位对计算资源进行分配和管理。通常的虚拟计算环境的项目关注点在于作业执行环境的部署和配置，且环境中的设备具有较强的计算能力。而在普适计算环境下，设备体系结构复杂多样，计算能力差异较大，同时普适计算环境更多的关注于资源和服务的共享。
技术实现思路
在普适计算环境下，设备之间大都是结构互异的嵌入式设备，这些局域分布的异构设备和服务需要有效的统一的管理、共享和操作，为此，本专利技术的目的在于提出。本专利技术以SOA技术为基础，以虚拟机技术为架构，提出一个新的普适计算系统模型底层使用SOA架构模型，支持网络计算环境中设备资源和服务资源的发布、注册、映射和调用。在资源映射和调用的基础上采用虚拟机模型，实现整个普适计算环境的设备虚拟化和服务抽象化，从应用的角度看到的虚拟机平台不在映射到一个单机上，而是映射到整个普适计算环境。上层应用通过调用虚拟机接口控制虚拟化设备和使用抽象服务，对虚拟设备的操作和抽象服务的请求会通过SOA发送给网络环境中的真实设备和服务，从而实现网络中真实物理设备的操作和服务的请求。本专利技术的技术方案为一种普适计算环境虚拟机平台创建方法，其步骤为1)用户将虚拟环境创建请求分别发送给虚拟机监控器和SOA ；2)虚拟机监控器和SOA分别进行初始化后，SOA根据服务提供设备的初始化信息在本地虚拟机端创建客户桩；3)用户将实例创建请求发给虚拟机监控器；4)虚拟机监控器接收到实例创建请求后，根据服务提供设备的初始化信息创建并初始化虚拟设备结构体，同时通过SOA向服务提供设备发出设备初始化请求；5) SOA将服务提供设备的初始化响应上传到虚拟机监控器；6)虚拟机监控器根据创建的虚拟设备结构体和服务提供设备初始化结果为该用户创建虚拟机实例。进一步的，所述SOA初始化方法为1) SOA对所有远程的服务提供设备发出服务提供设备初始化请求；幻服务提供设备接收到SOA发来的初始化请求，执行初始化操作后，对SOA发出服务注册请求；3) SOA接收到服务提供设备的服务注册请求后，在资源池中注册设备信息或设备服务信息，构建资源池。进一步的，所述资源池的构建方法为1)建立服务资源，设置对外部开放的服务实体及其接口信息；2)建立设备资源设置对外部开放的设备资源，所述设备资源包括寄存器资源、 存储资源；3)将所建立的设备资源、服务资源及其接口信息在资源池中进行注册。进一步的，创建所述客户桩的方法为S0A向虚拟机监控器发出在虚拟机监控器上创建客户桩的请求，虚拟机监控器接收到SOA上传的创建客户桩请求后，在本地虚拟机端为服务提供设备创建本地代理，即客户桩。进一步的，虚拟机实例运行结束后，虚拟机监控器删除该虚拟机实例，释放与该虚拟机相应的虚拟设备结构体以及虚拟机实例内存空间。进一步的，虚拟机实例运行结束后，虚拟机监控器撤销虚拟环境，并释放与所述客户桩相关的数据结构，服务提供设备撤销相关服务数据结构，SOA断开与服务提供设备的连接。进一步的，虚拟机监控器将同一服务提供设备phd2分别创建并初始化为虚拟机实例VMl的虚拟设备结构体vd2，虚拟机实例VM2的虚拟设备结构体vd2’时，虚拟机监控器控制phd2在VMl与VM2之间的切换方法为1)在VMl运行期间，虚拟机监控器控制phd2装载vd2保存的设备相关上下文；2)当要切换到VM2时，虚拟机监控器将phd2的上下文信息保存至VMl的vd2 ；3)虚拟机监控器控制phd2装载VM2保存的vd2，设备上下文信息；其中，vd2、vd2'分别保存了服务提供设备对外开放的设备状态信息、相关寄存器fn息ο一种普适计算环境虚拟机平台，其特征在于包括资源层、虚拟层、实例层；其中，所述资源层包括本地物理设备资源，远端设备资源、远端服务资源；所述虚拟层对所述资源层进行虚拟化，创建虚拟化的设备资源，封装和映射的远端服务资源；所述实例层，用于在所述虚拟层上建立并运行多个虚拟机实例。进一步的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种普适计算环境虚拟机平台创建方法，其步骤为1)用户将虚拟环境创建请求分别发送给虚拟机监控器和SOA；2)虚拟机监控器和SOA分别进行初始化后，SOA根据服务提供设备的初始化信息在本地虚拟机端创建客户桩；3)用户将实例创建请求发给虚拟机监控器；4)虚拟机监控器接收到实例创建请求后，根据服务提供设备的初始化信息创建并初始化虚拟设备结构体，同时通过SOA向服务提供设备发出设备初始化请求；5)SOA将服务提供设备的初始化响应上传到虚拟机监控器；6)虚拟机监控器根据创建的虚拟设备结构体和服务提供设备初始化结果为该用户创建虚拟机实例。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述SOA初始化方法为1)SOA对所有远程的服务提供设备发出服务提供设备初始化请求；2)服务提供设备接收到SOA发来的初始化请求，执行初始化操作后，对SOA发出服务注册请求；3)SOA接收到服务提供设备的服务注册请求后，在资源池中注册设备信息或设备服务信息，构建资源池。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述资源池的构建方法为1)建立服务资源，设置对外部开放的服务实体及其接口信息；2)建立设备资源设置对外部开放的设备资源，所述设备资源包括寄存器资源、存储资源；3)将所建立的设备资源、服务资源及其接口信息在资源池中进行注册。4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于创建所述客户桩的方法为S0A向虚拟机监控器发出在虚拟机监控器上创建客户桩的请求，虚拟机监控器接收到SOA上传的创建客户桩请求后，在本地虚拟机端为服务提供设备创建本地代理，即客户桩。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于虚拟机实例运行结束后，虚拟机监控器删除该虚拟机实例，释放与该虚拟机相应的虚拟设备结构体以及虚拟机实例内存空间。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于虚拟机实例运行结束后，虚拟机监控器撤销虚拟环境，并释放与所述客户桩相关的数据结构，服务提供设备撤销相关服务数据结构， SOA断开与服务提供设备的连接。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东，史兴国，郑敏，冯强，
申请(专利权)人：中国科学院软件研究所，
类型：发明
国别省市：