一種雲伺服器及其使用方法
2023-08-13 07:17:21 1
一種雲伺服器及其使用方法
【專利摘要】本發明提供了一種雲伺服器及其使用方法，雲伺服器包括若干處理器、內存、存儲設備和接入外部網絡的網絡接口，其中：處理器物理上集中放置於第一接入點上，內存物理上集中放置於第二接入點上，存儲設備物理上集中放置於第三接入點上，網絡接口物理上集中放置於第四接入點上；接收雲計算應用的請求，根據云計算應用的需求確定各接入點應提供的資源，並向雲計算應用提供其所需的資源。本發明實施例所提供的技術方案，通過將雲伺服器內的處理器、內存、網絡和硬碟存儲等資源以系統資源池的形式實現池內的資源共享；當應用需要資源時，可以根據云計算應用的需求合理配置資源，實現資源按需分配。
【專利說明】一種雲伺服器及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及雲計算【技術領域】，尤其涉及一種雲伺服器及其使用方法。
【背景技術】
[0002] 雲計算被看作繼個人計算機變革、網際網路變革之後第三次IT浪潮，是中國戰略性 新興產業的重要組成部分。雲計算將帶來生活、生產方式和商業模式的根本性改變，成為當 前全社會關注的熱點。在這次IT變革浪潮中，伺服器端也從集中式主機、伺服器、Web服務 器集群、發展到分布式雲伺服器集群。
[0003] 目前雲計算系統中的雲伺服器體系結構是在傳統伺服器上通過構建虛擬機的方 式來承載雲計算應用負載。也就是說，在硬體層面，當前雲伺服器還是在使用傳統的伺服器 體系結構，內存、網絡和存儲等資源是被處理器獨佔的。其與雲計算應用負載的適配是通過 軟體方法實現的，即虛擬機。
[0004] 雲伺服器系統在雲計算平臺中的位置如圖1所示，服務端通過聚合高效能的雲服 務器形成主機系統來提供海量並發服務能力。雲伺服器系統採用基於緊耦合節點單元的集 群結構，系統可擴展到更大規模。
[0005] 現有技術不足：
[0006] 隨著雲計算產業的飛速發展，基礎設置規模越來越大，傳統伺服器加虛擬機的方 案的廣泛應用，使得伺服器高能耗、高成本、佔用空間等問題越發突出。
【發明內容】
[0007] 本發明實施例提出了一種雲伺服器及其使用方法，解決現有技術中伺服器高能 耗、商成本、佔用空間等問題。
[0008] 本發明實施例提供了一種雲伺服器，包括：若干處理器、內存、存儲設備和接入外 部網絡的網絡接口，其中：
[0009] 處理器物理上集中放置於第一接入點上，內存物理上集中放置於第二接入點上， 存儲設備物理上集中放置於第三接入點上，網絡接口物理上集中放置於第四接入點上； [0010] 第一接入點，用於根據云計算應用需求提供計算資源；
[0011] 第二接入點，用於根據云計算應用需求提供內存存儲資源；
[0012] 第三接入點，用於根據云計算應用需求提供數據存儲資源；
[0013] 第四接入點，用於根據云計算應用需求提供網絡數據交互資源。
[0014] 本發明實施例還提供了一種上述雲伺服器的使用方法，包括如下步驟：
[0015] 接收雲計算應用的請求；
[0016] 根據云計算應用的需求確定各接入點應提供的資源；
[0017] 向雲計算應用提供其所需的資源。
[0018] 有益效果如下：
[0019] 本發明實施例所提供的技術方案，通過將雲伺服器內的處理器、內存、存儲設備和 接入外部網絡的網絡接口等資源分別集中放置於接入點上，以資源池的形式實現池內的資 源共享；當應用需要資源時，可以根據云計算應用的需求確定各接入點應提供的資源，統一 為雲計算應用合理配置資源，使得在低成本、低能耗且不佔用額外空間的前提下，實現資源 按需分配，更好的滿足應用的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 下面將參照附圖描述本發明的具體實施例，其中：
[0021] 圖1示出了現有技術中雲計算平臺的結構示意圖；
[0022] 圖2示出了本發明實施例中雲伺服器面向應用實施的結構示意圖；
[0023] 圖3示出了本發明實施例中雲伺服器的使用方法實施的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發明的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖對本發明的示例性 實施例進行進一步詳細的說明，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是 所有實施例的窮舉。並且在不衝突的情況下，本說明中的實施例及實施例中的特徵可以互 相結合。
[0025] 發明人在發明過程中注意到：
[0026] 由於雲計算時代到來的過於迅猛，伺服器產業還沒有從傳統的以計算為目標的產 業中轉型過來，且雲計算的應用過於廣泛，沒有形成一套雲伺服器的標準。因此，在很多雲 平臺中都採用了在傳統伺服器上構建虛擬機的方式，來滿足用戶對服務基礎設施的要求， 如VMWare虛擬機。而在當前雲計算中被普遍應用著的傳統伺服器的各種弊端（如高能耗、 高成本、佔用空間等）在雲時代變得更為普遍，無論虛擬機如何能滿足雲計算應用的需求， 畢竟它是構建在傳統伺服器基礎之上的，傳統伺服器的本身固有的問題並沒有實質解決。
[0027] 針對上述不足，本發明實施例提出了一種雲伺服器及其使用方法，下面進行說明。
[0028] 本發明實施例提出的基於硬體輸入輸出（10, Input Output)虛擬化的雲伺服器 體系結構，和傳統的塔式、機架、刀片伺服器分類不同，本發明實施例的雲伺服器更多的是 根據產品結構（如：多節點、高密度等）、業務負載（如：web、分布式存儲和處理、離線數據 分析等）而設計的雲伺服器結構，能夠更好的實現彈性、高效、按需簡約的雲伺服器設計理 念。
[0029] 圖2示出了本發明實施例雲伺服器面向應用實施的結構示意圖，如圖所示，雲服 務器可以包括：若干處理器、內存、存儲設備和接入外部網絡的網絡接口，其中 ：
[0030] 處理器物理上集中放置於第一接入點上，內存物理上集中放置於第二接入點上， 存儲設備物理上集中放置於第三接入點上，網絡接口物理上集中放置於第四接入點上；
[0031] 第一接入點，用於根據云計算應用需求提供計算資源；
[0032] 第二接入點，用於根據云計算應用需求提供內存存儲資源；
[0033] 第三接入點，用於根據云計算應用需求提供數據存儲資源；
[0034] 第四接入點，用於根據云計算應用需求提供網絡數據交互資源。
[0035] 本發明實施例的雲伺服器是基於共享的系統資源池，實現針對多樣性應用聚集的 彈性、可擴展和按需簡約的雲伺服器架構。雲伺服器中的處理器、內存、網絡和硬碟存儲等 資源可以在物理實體上實現模塊化，它們與多樣性服務（或者稱為應用）之間的關係是按 需配置。
[0036] 實施中，雲伺服器採用統一供電，從空間、成本、能耗、維護等方面來說對伺服器很 重要。由於不同的應用需要不同的資源，系統資源池統一供電、配置管理，定製化的滿足多 樣性服務的需求。
[0037] 實施中，連接第一接入點、第二接入點、第三接入點、第四接入點的可以是高速鏈 路。
[0038] 由於本發明實施例所提供的技術方案，在各個接入點之間建立高速鏈路，可以實 現最大化簡約。進一步地，通過按需簡約，可以大大降低成本與功耗。
[0039] 實施中，接入點中集中放置的硬體可以是按互連網絡方式連接的；
[0040] 接入點可以是以下接入點之一或者其組合：第一接入點、第二接入點、第三接入 點、第四接入點。
[0041] 實施中，互連網絡可以為Torus網絡，Mesh網絡或全互連網絡（或者稱為All to All)等等。
[0042] 全互連拓撲結構也就是我們通常所說的"網狀拓撲結構"，在全互連式網絡結構 中，所有節點都相互連接，各節點都負責網絡中所有用戶的所有業務處理，相互連接後，就 相當於起到均衡和冗餘的雙重作用。
[0043] 實施中，互連網絡可以是高性能網絡。
[0044] 實施中，處理器、內存、網絡或硬碟存儲可以為同構或者異構。
[0045] 處理器、內存、網絡或硬碟存儲等資源，每一類都可能有不同的型號。如，處理器 有X86和高級精簡指令集機器（ARM，Advanced RISC Machine)等架構的，內存有雙倍數據 率（DDR，Double Data Rate) 2、DDR3和DDR4的，網絡有千兆和萬兆的，硬碟存儲則是有機 械盤和固態盤等。本發明實施例所指異構是在一個系統中這些不同型號的資源可以同時支 持，在分配或使用資源時不受型號限制。
[0046] 在具體實現時，可以通過在硬體上做一層轉化操作，使得雲伺服器感知不到底層 硬體的異構變化，如，處理器面向的是一塊硬碟而不區分具體是機械盤還是固態盤，具體操 作可採用現有技術的異構處理技術，本發明對異構實現方法不作限制。
[0047] 本發明實施例通過配置大節點、分配高10來實現高性能，以滿足資料庫雲服務應 用的需求。在具體實現時，可以通過硬體層面的10虛擬化來配置硬體實現。
[0048] 圖3示出了本發明實施例上述雲伺服器的使用方法實施的流程示意圖，如圖所 示，可以包括如下步驟：
[0049] 步驟301、接收雲計算應用的請求；
[0050] 步驟302、根據云計算應用的需求確定各接入點應提供的資源；
[0051] 步驟303、向雲計算應用提供其所需的資源。
[0052] 雲計算應用有計算密集型的、有需要大內存的、有要求高網絡帶寬的、也有要求本 地存儲的，而存儲又有容量大小和存儲快慢之分。應用是多種多樣的，具體到每一個應用， 它的資源需求是有一定特徵的。本發明實施例面對具體應用，分配應用所必需的計算資源、 存儲資源和網絡資源等。
[0053] 實施中，向雲計算應用提供其所需的資源，可以包括：
[0054] 各接入點應提供的資源虛擬化為物理節點；
[0055] 由物理節點或其上部署的虛擬節點向雲計算應用提供其所需的資源。
[0056] -個物理節點上可以構建出多個虛擬節點。物理節點上的處理器、內存、網絡、存 儲等資源都是基於硬體10虛擬化虛擬出來的。比如，應用看到的是一塊自身的本地硬碟， 但實際上這個盤可能根本就不存在，它可能只是一個邏輯盤，是在物理盤上虛擬構建出來 的。也即，虛擬化工作完全由硬體實現，系統軟體不參與，應用是不可見的。
[0057] 實施中，在將各接入點應提供的資源虛擬化為物理節點時，各接入點上提供資源 的硬體按就近原則選取。
[0058] 通過互連網絡把所有的資源（處理器、內存、網絡、硬碟存儲等）連接在一起，池 化。比如，系統需要一個大的存儲空間，那只需把互連網絡上的多塊盤綁定給它就可以，而 這種綁定應用是不可見的。通過局部高效數據交換和通信，使得應用性能大幅提升。本發 明實施例所稱局部是指系統中一個物理上的區域。比如，處理器與它相鄰的硬碟發生數據 存儲時，因通信鏈路較短，數據交換的性能就比較高。反之，如果是非局部的，意味著處理器 與硬碟存儲非直接相連或通信鏈路很長，導致應用性能下降。通過硬體級10虛擬化，可以 有效保證那些與10資源同屬"局部"的節點的10能力。從互連角度來看，近就意味著通信 跳數少，性能自然也就有了保障。
[0059] 實施中，雲計算應用可以是Web類簡單雲服務應用。
[0060] 本發明實施例可以根據云計算應用來選擇合適類型的處理器，實現核心處理器優 化，且因為系統採用模塊化設計，通過更換計算板卡即可實現計算核心的優化。由於處理器 是系統核心，而它所需要的內存、網絡、硬碟存儲等配套資源都已經池化，因此，周邊部件大 量簡約。例如，WEB類簡單雲服務的特點是系統10,本發明實施例中"核心處理器優化"以 及"周邊部件大量簡約"實現按需簡約，可以充分擴展系統的10能力，性能提升效果明顯， 有效實現WEB類簡單雲服務。
[0061] 實施中，雲計算應用可以是Hadoop、JAVA類應用。
[0062] Had〇〇p、JAVA類等應用具有大數據應用、節點間數據交換頻繁等特點，而本發明實 施例中，由於連接接入點的是高速鏈路，因此各接入點間可以進行高性能的數據通信，有效 提升應用性能，所以，採用本發明實施例的技術方案可以滿足Hadoop、JAVA類應用的需求。 [0063] 實施中，可以進一步包括：向資源池中添加資源時，按資源類別添加進相應的接入 點。
[0064] 伺服器的擴展性是一個很重要的指標，傳統伺服器擴展是以一個一個機器方式實 現的，受限因素較多，不易實現。而採用本發明實施例的技術方案，聚合（即，池化）後再次 擴展壓力降低，需要什麼資源就添加什麼資源，可以按資源類別將資源添加進相應的接入 點即可，易於實現高並發能力。
[0065] 本發明實施例提出了一種基於硬體10虛擬化的雲伺服器體系結構，和傳統的塔 式、機架、刀片伺服器分類不同，本發明實施例提出的是根據產品結構、業務負載而設計的 雲伺服器架構，低能耗、低成本、佔用空間少的同時，能夠更好地滿足雲計算典型應用的需 求。不但實現伺服器資源的共享，而且可以根據不同的應用合理配置計算機資源，能夠更好 地實現彈性、高效、按需簡約。
[0066] 本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式 產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實 施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機 可用存儲介質（包括但不限於磁碟存儲器、CD-ROM、光學存儲器等）上實施的電腦程式產 品的形式。
[0067] 本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備（系統）、和電腦程式產品的流程 圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一 流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算 機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理 器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生 用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能 的裝置。
[0068] 這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特 定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指 令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或 多個方框中指定的功能。
[0069] 這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計 算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或 其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖 一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0070] 儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造 性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優 選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
【權利要求】
1. 一種雲伺服器，其特徵在於，包括：若干處理器、內存、存儲設備和接入外部網絡的 網絡接口，其中： 處理器物理上集中放置於第一接入點上，內存物理上集中放置於第二接入點上，存儲 設備物理上集中放置於第三接入點上，網絡接口物理上集中放置於第四接入點上； 第一接入點，用於根據云計算應用需求提供計算資源； 第二接入點，用於根據云計算應用需求提供內存存儲資源； 第三接入點，用於根據云計算應用需求提供數據存儲資源； 第四接入點，用於根據云計算應用需求提供網絡數據交互資源。
2. 如權利要求1所述的雲伺服器，其特徵在於，連接第一接入點、第二接入點、第三接 入點、第四接入點的是高速鏈路。
3. 如權利要求1所述的雲伺服器，其特徵在於，接入點中集中放置的硬體是按互連網 絡方式連接的； 所述接入點是以下接入點之一或者其組合：第一接入點、第二接入點、第三接入點、第 四接入點。
4. 如權利要求3所述的雲伺服器，其特徵在於，所述互連網絡為Torus網絡，Mesh網 絡，或All to All全互連網絡。
5. 如權利要求4所述的雲伺服器，其特徵在於，所述互連網絡是高性能網絡。
6. -種如權利要求1至5任一所述雲伺服器的使用方法，其特徵在於，包括如下步驟： 接收雲計算應用的請求； 根據云計算應用的需求確定各接入點應提供的資源； 向雲計算應用提供其所需的資源。
7. 如權利要求6所述的使用方法，其特徵在於，向雲計算應用提供其所需的資源，包 括： 將各接入點應提供的資源虛擬化為物理節點； 由物理節點或其上部署的虛擬節點向雲計算應用提供其所需的資源。
8. 如權利要求6所述的使用方法，其特徵在於，在將各接入點應提供的資源虛擬化為 物理節點時，各接入點上提供資源的硬體按就近原則選取。
9. 如權利要求6所述的使用方法，其特徵在於，雲計算應用是Web類簡單雲服務應用。
10. 如權利要求6所述的使用方法，其特徵在於，進一步包括：向所述資源池中添加資 源時，按資源類別添加進相應的接入點。
【文檔編號】H04L29/08GK104125293SQ201410383627
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】楊曉君, 劉興奎, 倪亞路 申請人:曙光信息產業(北京)有限公司