面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制的製作方法
2023-06-11 15:49:51
面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制，實施步驟如下：四個節點組成的機器群，通過DVMM系統虛擬成一臺物理機器，其上運行作業系統；節點0擁有較多內存資源，節點1擁有較多PCI/E設備，節點2擁有較多CPU資源，節點3有較多存儲資源；本發明和現有技術相比，有針對性地提出了基於DVMM的節點特徵描述機制，在DVMM架構中增加一個新的模塊NCM，模塊作為DVMM的一部分，收集且以良好設計的格式描述各個節點上計算資源的特徵信息。在系統軟體中，可以根據這些信息對資源調度的算法實施優化，與DVMM協作使資源得到更合理的調度，從而使得整個系統具有更高的性能和效率。
【專利說明】面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制
【技術領域】
[0001]本發明涉及虛擬化技術以及作業系統領域，具體地說是一種面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制。
【背景技術】
[0002]隨著虛擬化技術的逐步發展，其性能和可靠性越來越高，潛在的商業和學術價值逐漸被發掘。近年來雲計算概念逐漸火熱，國內外眾多廠商紛紛發布雲計算戰略和產品，這為虛擬化技術帶來了巨大的機遇和挑戰。
[0003]目前，虛擬化技術存在兩個大的方向。其一是在一臺物理機器上，運行多個虛擬機，將物理機資源分配給多個虛擬機使用。其二則是將多臺物理機的硬體資源整合，呈現給單個作業系統使用。目前各雲計算廠商採用的虛擬化技術均是基於第一個方向的研究成果，也就是在一臺物理機器上運行多個虛擬機，這樣能保證各個虛擬機之間的資源隔離，同時使得物理機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監視器DVMM (Distributed Virtual Machine Monitor)架構的提出，以及相關的研究。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制。
[0005]本發明的技術方案是按以下方式實現的，實施步驟如下:
O四個節點組成的機器群，通過DVMM系統虛擬成一臺物理機器，其上運行作業系統；
2)節點O擁有較多內存資源，節點I擁有較多PCI/E設備，節點2擁有較多CPU資源，節點3有較多存儲資源；
3)通過每個節點上的VMM組成DVMM，DVMM描述了系統硬體資源，將信息提供給作業系統；
4)作為DVMM的一部分，NCM收集了各個節點的特徵信息，形成NCM表，提供接口訪問NCM 表；
5)作業系統根據DVMM提交上來的資源表，管理資源和調度任務；
6)在作業系統初始化過程中，通過NCM和DVMM提供的接口，訪問NCM表，獲得和格式化各個節點的NCM信息，從而得知物理節點的特徵；
7)當作業系統感知將要調度的任務對內存的需求量比較大，就將其調度到擁有較多內存的O號節點運行，不輕易調度到其他節點；
8)當作業系統感知將要調度的任務屬於計算型，就將其調度到擁有較多CPU的2號節點運行，不輕易調度到其他節點；
9)當用戶告知作業系統將要進行的任務需要較大的磁碟存儲空間，就將其調度到擁有較多存儲資源的3號節點運行，不輕易調度到其他節點；
10)當有任務需要使用大量PCI/E設備時，可將其調度到節點I運行，不輕易調度到其他節點；
像7)、8)、9)、10)描述的調度策略使得相應任務高效運行，同時也使得整個系統高效運行；在沒有NCM的情況下，做不到這樣的調度，當這些任務在不適合的節點運行時，將導致大量的節點間通信，造成系統效率低下。
[0006]本發明的優點是:
本發明的面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制和現有技術相比，有針對性地提出了基於DVMM的節點特徵描述機制，在DVMM架構中增加一個新的模塊NCM，模塊作為DVMM的一部分，收集且以良好設計的格式描述各個節點上計算資源的特徵信息，並將此信息通過適當機制暴露給DVMM其他模塊和上層系統軟體。在系統軟體中，尤其是作業系統，可以根據這些信息對資源調度的算法實施優化，與DVMM協作使資源得到更合理的調度，從而使得整個系統具有更高的性能和效率。
【具體實施方式】
[0007]下面對本發明的面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機製作以下詳細說明。
[0008]本發明的面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制，實施步驟如下:
O四個節點組成的機器群，通過DVMM系統虛擬成一臺物理機器，其上運行作業系統；
2)節點O擁有較多內存資源，節點I擁有較多PCI/E設備，節點2擁有較多CPU資源，節點3有較多存儲資源；
3)通過每個節點上的VMM組成DVMM，DVMM描述了系統硬體資源，將信息提供給作業系統；
4)作為DVMM的一部分，NCM收集了各個節點的特徵信息，形成NCM表，提供接口訪問NCM 表；
5)作業系統根據DVMM提交上來的資源表，管理資源和調度任務；
6)在作業系統初始化過程中，通過NCM和DVMM提供的接口，訪問NCM表，獲得和格式化各個節點的NCM信息，從而得知物理節點的特徵；
7)當作業系統感知將要調度的任務對內存的需求量比較大，就將其調度到擁有較多內存的O號節點運行，不輕易調度到其他節點；
8)當作業系統感知將要調度的任務屬於計算型，就將其調度到擁有較多CPU的2號節點運行，不輕易調度到其他節點；
9)當用戶告知作業系統將要進行的任務需要較大的磁碟存儲空間，就將其調度到擁有較多存儲資源的3號節點運行，不輕易調度到其他節點；
10)當有任務需要使用大量PCI/E設備時，可將其調度到節點I運行，不輕易調度到其他節點；
像7)、8)、9)、10)描述的調度策略使得相應任務高效運行，同時也使得整個系統高效運行；在沒有NCM的情況下，做不到這樣的調度，當這些任務在不適合的節點運行時，將導致大量的節點間通信，造成系統效率低下。
[0009]面向分布式虛擬機監視器DVMM (Distributed Virtual Machine Monitor)的節點特徵描述機制 NCM (Node Characterizat1n Mechanism)。
[0010]在前述的DVMM架構中增加一個新的模塊NCM，模塊作為DVMM的一部分，收集且以良好設計的格式描述各個節點上計算資源的特徵信息，並將此信息通過適當機制暴露給DVMM其他模塊和上層系統軟體。在系統軟體中，尤其是作業系統，可以根據這些信息對資源調度的算法實施優化，與DVMM協作使資源得到更合理的調度，從而使得整個系統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中各節點的物理資源特徵信息、拓撲結構，並以特定格式形成節點特徵描述表，即NCM表。
[0012]NCM表分為兩部分，第一部分描述每個節點所擁有的資源，第二部分描述單項物理資源屬於哪個節點。
[0013]第一部分由各個節點的描述信息組成，每個節點的描述格式相同。每個節點的描述信息中，第一項為該節點的類型，類型可以分為計算型、主存型、存儲型、網絡型、PCI/PCIE型、PC和行動裝置，各個類型的具體說明見後。類型之間互不排斥，每個節點可以屬於多項類型。第二項為對該節點CPU的描述，包括節點中各個CPU的各項參數規格規格等。第三項為對該節點主存的描述，包括主存的各項參數規格。第四項為對該節點存儲資源的描述，包括存儲設備的各項參數規格。第五項為對該節點PCI/PCIE設備的描述，包括個數、類型、用途等。此表表項可以根據需要和技術發展參照以上進行擴充。
[0014]節點的類型可分為計算型、主存型、存儲型、網絡型、PCI/PCIE型、PC和行動裝置等。計算型是指該節點上有較多的CPU，具有較強的計算能力；主存型是指該節點有較多的內存，具有較大的內存吞吐能力；存儲型是指該節點有較多的存儲資源，較大的存儲空間；網絡型是指該節點有較多的網卡等設備，具有較強的網絡吞吐能力；PCI/PCIE型是指該節點有較多的PCI/PCIE設備；PC是指該節點為PC，資源配置為典型的PC配置；行動裝置是指該節點為行動裝置，資源配置有限。節點的類型可以根據需要和技術發展參照以上進行擴充。
[0015]NCM表的第二部分由機群內硬體資源的分類描述組成，主要描述某項資源與各個節點的從屬關係。第一大類為CPU資源，其中每一項為物理CPU的編號與其所在節點的節點號的對應關係。第二大類為主存資源，其中每一項為內存DIMM的編號與其所在節點的節點號的對應關係。第三大類為硬碟資源，其中每一項為硬碟的編號與其所在節點的節點號的對應關係。第四大類為PCI資源，其中每一項為PCI/PCIE設備的編號與其所在節點的節點號的對應關係。此表表項可以根據需要和技術發展參照以上進行擴充。
[0016]NCM表存儲在固件中，與固件呈現給作業系統的資源表是同類資源。固件通過相應的接口訪問NCM表，同時提供各種接口和例程以響應作業系統對NCM表的訪問請求。作業系統通過特定的調用，向固件請求對NCM表資源的訪問。
[0017]本發明的面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制其加工製作非常簡單方便，按照說明書所示即可加工。
[0018]除說明書所述的技術特徵外，均為本專業技術人員的已知技術。
【權利要求】
1.面向分布式虛擬機監視器的節點特徵機制，其特徵在於實施步驟如下: (O四個節點組成的機器群，通過DVMM系統虛擬成一臺物理機器，其上運行作業系統； (2)節點O擁有較多內存資源，節點I擁有較多PCI/E設備，節點2擁有較多CPU資源，節點3有較多存儲資源； (3)通過每個節點上的VMM組成DVMM，DVMM描述了系統硬體資源，將信息提供給作業系統； (4)作為DVMM的一部分，NCM收集了各個節點的特徵信息，形成NCM表，提供接口訪問NCM 表； (5)作業系統根據DVMM提交上來的資源表，管理資源和調度任務； (6)在作業系統初始化過程中，通過NCM和DVMM提供的接口，訪問NCM表，獲得和格式化各個節點的NCM信息，從而得知物理節點的特徵； (7)當作業系統感知將要調度的任務對內存的需求量比較大，就將其調度到擁有較多內存的O號節點運行，不輕易調度到其他節點； (8)當作業系統感知將要調度的任務屬於計算型，就將其調度到擁有較多CPU的2號節點運行，不輕易調度到其他節點； (9)當用戶告知作業系統將要進行的任務需要較大的磁碟存儲空間，就將其調度到擁有較多存儲資源的3號節點運行，不輕易調度到其他節點； (10)當有任務需要使用大量PCI/E設備時，可將其調度到節點I運行，不輕易調度到其他節點； 像(7)、(8)、(9)、( 10)描述的調度策略使得相應任務高效運行，同時也使得整個系統高效運行；在沒有NCM的情況下，做不到這樣的調度，當這些任務在不適合的節點運行時，將導致大量的節點間通信，造成系統效率低下。
【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 優先權日:2014年12月3日
【發明者】周雄, 吳楠, 張東 申請人:浪潮集團有限公司