資源管理策略
在接收到服務請求後,雲計算平台通過管理子系統調配相應的資源,並提供具有合適性能指標的雲服務。在這一過程中,雲平台內資源管理的目標主要包括如下幾個方面:1)資源規模管理。雲管理平台中最基本的資源管理需求是對資源的規模管理,此處的資源規模管理主要是資源的伸縮,即資源的增減。對不同級別的資源分別進行記錄,每一級別的資源都有對應的性能指標,從而減少資源浪費。2)虛擬資源與物理資源的綁定關係管理。雲平台中的虛擬資源與物理資源之間的綁定關係應該是可變的,否則的話雲平台的資源規模伸縮能力無疑會受到一定限制。需要注意的是,虛擬資源的遷移可能產生性能上的損失,所以要借助合適的算法重新確定虛擬資源和物理資源之間的綁定關係。3)資源性能。雲平台不僅要提供資源管理功能,而且還需要滿足一定的性能指標。雲管理平台可以在不同物理節點間進行虛擬資源的調度,從而在一定程度上提供虛擬資源服務的性能。4)提高資源利用率。在實現主要功能的基礎上,提高虛擬資源的性能是資源管理的首要需求。如果一個節點的性能利用率降低,那麼它的相對功耗就會相應提高,而提高節點利用率就可以降低單位計算性能的電能消耗,所以盡量提高物理資源節點的利用率是降低資源管理平台整體功耗的有效途徑。
雲管理平台在進行資源管理時,主要有集中分配、分散部署、均衡負載以及就近部署四周資源管理策略。可以將所有的虛擬資源都部署在少數幾個物理資源上,這一資源管理方式稱為集中部署,集中部署一方面可以提高整體的物理資源利用率,另一方面還能夠降低雲管理平台內的系統資源碎片;另外還可以實現動態地操作服務器的目的。與集中部署相反的是,分散部署把所有資源分散部署到盡可能多得資源節點上,其目的是防止因為物理節點的失效而導致的虛擬資源不可用的情況,從而達到雲管理平台的容災性能。集中部署和分散部署在資源管理方式上是兩個極端,均衡負載的資源管理方式將虛擬資源部署到工作負載最輕的幾台物理節點上,從而達到負載均衡的目的,以提高雲管理平台的服務性能。就近部署的方式考慮的是雲管理平台的傳輸負載,將虛擬資源部署到最近的物理節點,從而降低了雲計算平台的網絡傳輸負載,降低了虛擬資源間的通信延遲。不論是哪種資源管理策略,在進行資源管理時都是為了提高雲管理平台的性能,這其間不同的管理策略涉及的因素也不同,有的考慮了資源的能耗,有的考慮了資源的負載。在選擇資源管理策略時,需要根據實際情況,綜合考慮各種因素,選擇最適合的資源管理策略。
管理策略的實現
管理平台要管理的操作可以分為三部分:雲服務管理、虛擬資源管理及物理資源管理。管理雲服務的內容一般包含「初始化雲服務的實例、綁定租戶應用和雲服務、解除租戶應用和雲服務間的綁定關係、刪除雲服務實例等」。初始化雲服務實例要求雲管理平台整合雲服務需要的計算、存儲資源、運行環境等信息,並為雲服務提供相關設置和配置,如設置環境變量等。例如,當要初始化雲服務到某虛擬化計算資源節點時,雲管理平台首先為租戶申請一個滿足條件的虛擬機,在虛擬機上安裝Agent後啟動,然後將雲服務應用軟件傳入虛擬機操作系統,最後在虛擬機內安裝需要的軟件、設置相應環境變量;如果採用預先定義好的虛擬機鏡像或ISO文件,還可以大大簡化雲服務的初始化流程。綁定操作把租戶應用信息和雲管理平台已經初始化的雲服務實例關聯起來,這一過程需要雲服務實例提供自身的安全認證密鑰,從而保證雲服務實例只供被綁定的租戶使用。解除綁定的操作和綁定操作是相反的過程。
雲管理平台對物理資源的管理主要包括兩大方面,首先是監控失效的物理節點和物理節點的資源使用情況;其次是管理物理節點的相關操作,比如啟動、關閉等,這些操作都可以通過調用物理節點宿主系統的管理接口實現,另外還可以通過觸發物理節點系統內的腳本實現。雲就是平台中對虛擬資源的管理主要是虛擬機資源的管理,考慮到虛擬機所處的不同狀態,可以將對虛擬機的資源管理分為三種:創建虛擬機的資源管理、啟動虛擬機的資源管理及遷移虛擬機的資源管理。創建虛擬機時,實際上只是完成虛擬機文件的創建,虛擬機所需要的CPU、內存等資源暫時還未分配;當創建共享類型的虛擬機時,雲管理平台在分配資源時採用的是輪詢方式,輪詢從虛擬機服務器組中選擇一台服務器來創建虛擬機。啟動虛擬機時的資源管理策略目的是將虛擬機啟動到合適的服務器上,以提高雲計算平台資源池中資源的利用率;舉例來說,如果正在做仿真實驗的大量機器負載都不是很大,則可以將這些機器啟動子一個服務器上,從而節約IT費用;當這些機器的工作負載比較大時,完全可以再將它們盡可能多地部署到多台服務器上,以實現負載均衡;這樣的資源調度策略可以滿足不同用戶的資源調度需求。