对私有云中虚拟资源的节能调度

2018-02-25马军

电子技术与软件工程 2018年12期

马军

摘要现如今，社会发展已经进入云计算时代，在这一时代背景中，云资源池项目大范围构建，并且云资源池内引进较多核心应用系统，这不仅能够提高计算、存储能力，而且还能优化虚拟资源管理优势。本文首先进行理论及分析必要性介绍，然后分析节能调度规划目标及思路，最后重点探究私有云中虚拟资源节能调度规划方案。

【关键词】私有云虚拟资源节能调度

近年来，多数省份加入到云资源池项目构建活动，服务器集群云化、服务器虚拟化现已成为主要发展趋势，要想提高虚拟资源节能调度效率，务必制定合理的规范方案，以便为虚拟资源调度提供正确引导。由此可见，本文探究这一论题是极为必要的，论题分析的现实意义较显著，希望本文探究能为相关设计人员提供借鉴。

1 理论介绍及分析必要性

1.1 理论介绍

所谓云计算，指的是借助网络载体完成硬件资源和软件资源的传输，它具有低成本、线性扩张、快速部署、按需分配等特点。

所谓私有云，指的是企业或者机构特用的云环境，它对内提供云服务，服务范围十分局限。私有云以计算机技术为基础进行发展，它能为企业战略规划、发展目标制定奠定良好基础，通过云计算模式全面保障数据安全性，提高数据资源分配效率。

1.2 必要性

现如今，私有云建设建设现状不容乐观，内部各层次整合效果与预期要求相差甚远，其中，云安全管理加大安全隐患;云管理平台运维能力较低;计算资源尚未实现动态调配、资源利用效率较低;大数据应用目标不够明确;存储资源应用成本较高;网络资源虚拟迁移效果不够良好;数据库资源未能高效利用，业务分配时间具有长时性特点。

目前，私有云业务种类越来越丰富，业务需求呈多样化特点，要想在降低运维成本的基础上，大大提高资源利用率、提高系统拓展能力，务必做好虚拟资源节能调度及规划工作，下文具体介绍规划目标以及规划思路，并提出整体规划方案。

2 规划目标及思路

2.1 规划目标

整体目标：明确私有云系统涵盖范围，具体范围包括云管理平台、计算层、数据库、存储层、备份、配套等内容，然后区分专业和通用两种场景，最后引进先进技术于各层次。管理目标：确保私有云中虚拟资源管理实现灵活拓展、统一部署、快速供应、全面监控等目标。效益目标：对比于传统架构，建设资本节省节约百分之九十，并且单位时间的部署效率大大提高，加快场景切换速度，缩短故障切换时间。技术目标：针对核心基础资源具体细分，同时，完善私有云系统架构，确保业务灵活性需要被及时满足。

2.2 规划思路

一方面，从应用类型角度来分析。针对现有应用有效分类，并对应用特征具体总结，掌握不同应用适应的技术类型，以及云化改造难度，据此确定云化时间点。其中，应用类型主体包括数据采集、Web服务、交易型数据库、中间件、系统管理、接口机、分析型数据库、后台应用等。

另一方面，从技术类型角度来分析。针对网络技术、计算技术、存储技术具体分析，同时，掌握不同技术适用条件以及应用特点。

3 整体规划方案分析

3.1 云计算平台搭建过程

（1）建立统一资源池，并构建扁平化二层网络，完成现有资源的有效管理和云管理平台的有序运营;

（2）完成虚拟资源有序转移和整合，实现资源运营管理目标;

（3）根据实际情况构建跨机房灾备资源池，提升容灾能力。

3.2 私有云虚拟资源目标架构

架构形式细分为三类，第一类即现有系统机构，第二类即目标平台架构，第三类即目标系统架构，后者借助分布式架构实现业务的统一运营管理，确保虚拟资源合理利用，优化虚拟资源共享效果。

3.3 层次分析

计算层：计算层虚拟化的过程中，应计算虚拟化适用场景，提高虚拟化整合、虚拟机资源分配及利用效率，同时，做好虚拟机混合部署工作。其中，虚拟化软件包括：核心数据库、分布式应用，它不适用于要求高的应用，会导致百分之五左右的性能消耗;多台虚拟机共享同一网络，不适用于大数据量的网络交互应用，如等。从高整合比列类角度来讲，虚拟化整合业务压力小，如非实时采集服务器、接口、备份和防病毒服务器，建议整合比为;中等整合比例类：业务压力中等，小型应用、数据库服务器等，建议整合比为;低整合比例类：业务压力大，敏感类应用，中型数据库服、高性能运算、业务逻辑复杂、安全性要求较高或者对物理隔离有特殊要求的服务器等，建议整合比为;虚拟机资源复用与超分配的过程中，一方面应用超分配功能，另一方面应用存储容量复用与超分配功能。

存储层：它具体分为块存储、文件存储、对象存储三类，其中不同存储形式的内容、特点及应用场景介绍如表1所示。云存储维度具有良好拓展性、可靠性，并且存储容量较大、产品相对成熟。对比于传统存储，应用优势显而易见。存储层适用于HADOOP、SERVER-SAN等环境，实际部署的过程中，应了解存储类型以及业务需要，同时，坚持由难到简的原则，确保业务需要被及时满足。

存储层实际部署的过程中，应参照相关建议，具体为：坚持先建立后改造原则，同时，优选适合的存储类使用型，满足海量业务处理需要，及时迎合核心业务存储要求。此外，制定近期部署目标和远期部署目标，其中，近期存储目标即组织SERVER SAN场景试点活动，构建适量的SAN网络节点，据此实现网络有效连接，提高网络互通性;远期存储目标即利用分布式云存储，提高分布式存储资源利用率，將传统资源存储模式适当改进。

备份层：利用备份平台完成核心数据的备份处理，在此期间，根据需要完成原始数据的压缩处理和删除处理。对于虚拟机备份，借助虚拟化软件以及备份一体机完成备份任务，同时，为实现备份功能，在虚拟机适当位置安装客户端;对于HADOOP平台备份，务必做好云平台构建、客户端有序连接、云平台数据存储等工作，利用tape out功能实现数据存储、备份操作。

3.4 网络与安全

虚拟资源节能调度初期，应用SDN技术构建网络架构（如图1）、完善网络体系，具体提高网络防护能力;节能调度中期，成立云资源池网络，应用NFV技术再次强化安全防护能力;节能调度后期，成立中心网络架构，大大提高灾备网络能力。其中，SDN技术借助网络技术发挥控制权优势，用户能够根据应用需要自由调整传输规则以及传输策略，这对控制权灵活应用有重要意义。技术实际应用的过程中，首先做好网络规则设定工作，利用己掌握的编程方式进行网络编程修改和调整，据此提高数据交换效率，优化数据交换性能。除此之外，SDN技术还能顺利解决VLAN空间不足、网络策略自动迁移、虚机网络归属和位置定位合理对应、二层网络广播及环路等问题。因此，SDN技术引用的过程中，应做好SDN网络的统一管理工作，确保低延时、高吞吐等需要被及时满足。

针对云管理平台设计规划方案时，应全面总结当前云计算环境，在了解云计算优势的基础上，掌握所面临的挑战.并为其提供相应的管控措施。其中，云计算环境即维护模式由“烟囱式”转变为“集中式”、资源管理由“封闭式”转变为“开放式”、运行监控由“静态式”转变为“动态式”。

面临的挑战为：从维护模式角度分析，团队维护经验不够丰富、维护管理工作不到位、开源软件使用缺乏规范性;从资源管理角度来讲，云资源管理过程较复杂，管理流程有待优化，资源利用率相对较低;从运行监控角度来讲，存在监控对象不明确、自动化运维管理优势不明显、服务保障要求未能及时满足等问题。

云计算环境运维管理策略主要为：优化制度建设效果，对此规范云平台运维行为，健全云运维体系;加强资源管理效率，针对资源统一化分配、全面监控，同时，适当提高资源服务管理效果，掌握IP地址资源管理有效途径;实现自动化运维效果，具体体现在故障处理操作、日常运维操作、资源申请操作、流程工单操作彰显自动化优势完成平台服务管控目标，大大提高系统运维可靠性，最终系统能够实现“一站式”操作目标，优化系统运维效果，提高系统资源利用率，确保系统自动实现动态调整。

3.5 云管理平台目标及阶段

目标细分为统一运维、统一标准、统一安全、统一运营、统一服务、容易调度、统一验证演进阶段依次为成立部门级云平台、成立企业级云平台、成立Pass服务平台、全部系统云华、统一运维管理。

运维管理平臺妥善构建，它能大大提高系统运维自动化，同时，还能提高系统运维效率，针对资源获取、资源变更、资源回收各个环节全面监督和控制。

3.6 业务部署及迁移

在坚持基本原则的基础上，完善入云系统评估体系，针对效益、操作过程、影响具体分析，了解虚拟资源节能调度遇到的问题及原因，据此制定精细化管理目标。

3.7 效益分析

一方面，社会效益。虚拟资源节能调度部署时间逐渐减少，能够提高系统故障切换效率，以免业务受故障影响降低质量。

另一方面，经济效益。虚拟资源节能调度工作顺利开展，大大降低设备成本投入，在一定程度上扩大了经济利润空间。

4 结论

综上所述，私有云中虚拟资源节能调度工作开展的过程中，以理论内容为基础，掌握节能调度必要性，同时，明确系统目标及思路，按照整体系统方案进行节能调度。这不仅是对传统架构的创新，而且还能获得良好的社会效益和经济效益，有利于提高私有云虚拟资源利用率。

参考文献

[1]刘沛东，安博，钟业弘，私有云环境下基于虚拟集群的资源共享方法[J].计算机科学与探索，2017，11（08）：1204-1213.