面向虚拟资源的云计算资源管理机制

《面向虚拟资源的云计算资源管理机制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据2010年10月第28卷第5期西北工业大学学报JournalofNorthwesternPolytechnicalUniversityOct．2010V01．28No．5面向虚拟资源的云计算资源管理机制袁文成，朱怡安，陆伟(西北工业大学计算机学院，陕西西安710072)摘要：云计算为能够为用户提供基础作为服务(IaaS，InfrastructureasaService)的计算能力，使得用户能够在使用高效、可靠、经济的计算资源的同时，不用增加额外的购置、维护资源的开销，这在很大程度上要依赖对虚拟资源的使用。因此如何有效地管理虚拟资源，使其使用率最大化并保证用户对

2、资源使用的有效性，已成了眼下的攻关难题。针对这一问题，文章提出了一种面向虚拟资源的云计算资源管理机制，通过对虚拟资源的划分、预留及调度策略，为用户提供有效的IaaS服务。通过仿真实验结果表明，该方法能够提高虚拟资源的使用率及保证用户对资源使用的有效性。关键词：云计算，虚拟资源，资源预留策略，资源调度策略中图分类号：TP302．1文献标识码：A文章编号：1000-2758(2010)05-0704-05云计算(CloudComputing)⋯通过虚拟化(Vir-realization)技术，整合使用大量的虚拟资源【2，3J，为用户提供PaaS(Plafforillasa

3、Service)，SeaS(Soft—ware8．saservice)和IaaS服务⋯，例如AMAZONEC2⋯，MicrosoftAzure【5】，GoogleAppEngint61，Salesforce【_71，使用户能够迅速获得所需的应用环境，能够将更多的精力和开销投人到业务逻辑上。由于对虚拟资源的管理在很大程度上决定了云计算平台所提供的服务质量，因此本文研究的重点是如何管理这些虚拟资源，提出一种面向虚拟资源的云计算资源管理机制，通过资源划分策略、资源预留(Ad—vanceReservation)策略来实现对虚拟资源的分配，确保用户对虚拟资源使用的有效性，并提出

4、一种借A／借出调度策略来实现虚拟资源利用率的最大化。1虚拟资源划分策略由于使用虚拟化技术，云计算与传统的计算模式不同，用户能使用的不再是单一的物理资源，更多使用的是借助于VMware／Xen／Citrix等虚拟化平台在部分物理资源上构建出来的虚拟资源，这部分物理资源称为虚拟服务器(hypervisor)。换句话说，在“云端”，借助虚拟化技术可以根据指定的CPU和内存大小，在I台宿主主机上创建出多个虚拟主机，每个虚拟主机都可以有各自的操作系统及应用环境，用户可以迅速地从云端取得所需的应用环境，而不用考虑资源购置、维护、环境部署等问题。如图1所示。图I云端资源分布图1．1

5、资源定义云端的可用资源可包括物理资源及虚拟资源。为了统一管理这些可用资源，本文将每个可用资源表示为一个可调度单元(Slot)。对于物理资源，一个Slot代表一个物理主机；对于虚拟资源，一个Slot单元由一个二元组U(C，M)确定，其中C代表CPU大小，肘代表内存总数。一个虚拟服务器Pi上能够收稿日期：2009·II·10基金项目：西北工业大学研究生创业种子基金(Z200852)资助作者简介：袁文成(1982一)，西北工业大学博士研究生，主要从事网格计算及集群计算研究。万方数据第5期袁文成等：面向虚拟资源的云计算资源管理机制·705·提供的Slot数为s胁H删n(鲁，等

6、)(1)C。为虚拟服务器只的CPU大小，尬为虚拟服务器只的内存数量。因此可以得出，云端的可用资源总数‰为儿I_l2SZot咖Il+S砌ph，．ic-l2∑P‘+Slot#pi谢=∑min(鲁，等)+‰。d(2)1．2资源分组根据云计算能够提供IaaS／PaaS／SaaS等服务的特点可知，云端资源都是有共性的，或者操作系统是Windows／Linux，或者能够提供特殊的应用环境，使得用户能够直接使用他们所关心的应用环境，而不是得到一个裸机资源；其次，统一分配和调度元规则的资源，对于拥有大量资源的云端来说是不合适的，除了效率低下以外，还会造成资源使用混乱。因此本文引入了分

7、组(Group)的思想，将具有相同特性的资源分组，用一个四元组G(G一，Gu吐，G砌。，Gd．．)来描述，其中G一为分组名字，G。岫为分组中的一组数组主机，C州。为Slot单元U，Gd。为分组描述，通过分组G可以知道一个分组能够提供哪些特性及有多少可用虚拟资源，由(1)式可得。2虚拟资源预留及调度策略资源预留策略，能够为用户的复杂应用需求在特定的时间内提供所需的资源，以保证用户对SLA和QoS的需求。但是由于资源的预留和分配调度是分开的，被预留的资源只在有用户使用请求时才会被分配使用，如果没有用户使用请求，这些资源既不能被其他用户再次预留，也不能分配