虚拟化云计算中的资源管理

2.资源管理策略

在接收到服务请求后，云计算平台通过管理子系统调配相应的资源，并提供具有合适性能指标的云服务。在这一过程中，云平台内资源管理的目标主要包括如下几个方面：1）资源规模管理。云管理平台中最基本的资源管理需求是对资源的规模管理，此处的资源规模管理主要是资源的伸缩，即资源的增减。对不同级别的资源分别进行记录，每一级别的资源都有对应的性能指标，从而减少资源浪费。2）虚拟资源与物理资源的绑定关系管理。云平台中的虚拟资源与物理资源之间的绑定关系应该是可变的，否则的话云平台的资源规模伸缩能力无疑会受到一定限制。需要注意的是，虚拟资源的迁移可能产生性能上的损失，所以要借助合适的算法重新确定虚拟资源和物理资源之间的绑定关系。3）资源性能。云平台不仅要提供资源管理功能，而且还需要满足一定的性能指标。云管理平台可以在不同物理节点间进行虚拟资源的调度，从而在一定程度上提供虚拟资源服务的性能。4）提高资源利用率。在实现主要功能的基础上，提高虚拟资源的性能是资源管理的首要需求。如果一个节点的性能利用率降低，那么它的相对功耗就会相应提高，而提高节点利用率就可以降低单位计算性能的电能消耗，所以尽量提高物理资源节点的利用率是降低资源管理平台整体功耗的有效途径。

云管理平台在进行资源管理时，主要有集中分配、分散部署、均衡负载以及就近部署四周资源管理策略。可以将所有的虚拟资源都部署在少数几个物理资源上，这一资源管理方式称为集中部署，集中部署一方面可以提高整体的物理资源利用率，另一方面还能够降低云管理平台内的系统资源碎片；另外还可以实现动态地操作服务器的目的。与集中部署相反的是，分散部署把所有资源分散部署到尽可能多得资源节点上，其目的是防止因为物理节点的失效而导致的虚拟资源不可用的情况，从而达到云管理平台的容灾性能。集中部署和分散部署在资源管理方式上是两个极端，均衡负载的资源管理方式将虚拟资源部署到工作负载最轻的几台物理节点上，从而达到负载均衡的目的，以提高云管理平台的服务性能。就近部署的方式考虑的是云管理平台的传输负载，将虚拟资源部署到最近的物理节点，从而降低了云计算平台的网络传输负载，降低了虚拟资源间的通信延迟。不论是哪种资源管理策略，在进行资源管理时都是为了提高云管理平台的性能，这其间不同的管理策略涉及的因素也不同，有的考虑了资源的能耗，有的考虑了资源的负载。在选择资源管理策略时，需要根据实际情况，综合考虑各种因素，选择最适合的资源管理策略。

3.管理策略的实现

云管理平台要管理的操作可以分为三部分：云服务管理、虚拟资源管理及物理资源管理。管理云服务的内容一般包含“初始化云服务的实例、绑定租户应用和云服务、解除租户应用和云服务间的绑定关系、删除云服务实例等”。初始化云服务实例要求云管理平台整合云服务需要的计算、存储资源、运行环境等信息，并为云服务提供相关设置和配置，如设置环境变量等。例如，当要初始化云服务到某虚拟化计算资源节点时，云管理平台首先为租户申请一个满足条件的虚拟机，在虚拟机上安装Agent后启动，然后将云服务应用软件传入虚拟机操作系统，最后在虚拟机内安装需要的软件、设置相应环境变量；如果采用预先定义好的虚拟机镜像或ISO文件，还可以大大简化云服务的初始化流程。绑定操作把租户应用信息和云管理平台已经初始化的云服务实例关联起来，这一过程需要云服务实例提供自身的安全认证密钥，从而保证云服务实例只供被绑定的租户使用。解除绑定的操作和绑定操作是相反的过程。

云管理平台对物理资源的管理主要包括两大方面，首先是监控失效的物理节点和物理节点的资源使用情况；其次是管理物理节点的相关操作，比如启动、关闭等，这些操作都可以通过调用物理节点宿主系统的管理接口实现，另外还可以通过触发物理节点系统内的脚本实现。云就是平台中对虚拟资源的管理主要是虚拟机资源的管理，考虑到虚拟机所处的不同状态，可以将对虚拟机的资源管理分为三种：创建虚拟机的资源管理、启动虚拟机的资源管理及迁移虚拟机的资源管理。创建虚拟机时，实际上只是完成虚拟机文件的创建，虚拟机所需要的CPU、内存等资源暂时还未分配；当创建共享类型的虚拟机时，云管理平台在分配资源时采用的是轮询方式，轮询从虚拟机服务器组中选择一台服务器来创建虚拟机。启动虚拟机时的资源管理策略目的是将虚拟机启动到合适的服务器上，以提高云计算平台资源池中资源的利用率；举例来说，如果正在做仿真实验的大量机器负载都不是很大，则可以将这些机器启动子一个服务器上，从而节约IT费用；当这些机器的工作负载比较大时，完全可以再将它们尽可能多地部署到多台服务器上，以实现负载均衡；这样的资源调度策略可以满足不同用户的资源调度需求。

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