利用云计算平台项目Excalibur，适用于非高性能计算他高性能计算环境，精确优化资源利用率，能简化IT基础设施，进而改善基础设施的可管理性和效率，实现对多个虚拟化平台的异构化管理。云计算使计算分布在大量的分布式计算机上，利用互联网中的计算系统来支持互联网各类应用。提高了计算资源利用率，降低服务能耗量，通过交互软件访问拥有超级计算能力。云计算使得用户与计算资源的管理相分离，扩大了软硬件应用的外延模式，通过互联网将存储、计算资源和软件服务提供给用户。
概括的说，萁主要特点是可以降低提供IT服务所需的成本，云模型可使业务更加灵活，提供高可靠性和安全性，以及超大计算能力资源。而虚拟化技术对于创建云计算中心是至关重要，扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。因此，虚拟化技术和云计算是解决物理主枧性能越来越强大，而软件却相应的发展慢，它使硬件资源并不能被完全利用，各部门要求的平台环境不同，一台服务器能被多个部门使用，这种需求给每个部门都提供一台服务器不现实的问题。
1 相关的基础知识
1．1云计算机基本平台
云模型的三种规则组件：应用程序服务，平台服务，基础结构服务。应用程序服务层是一些运行在云中的应用程序，平台服务层是将应用程序基础结构视为一套服务的层，基础结构服务层是一套物理资产。“云”是一些计算资源，通常为一些大型服务器集群，按需求作为服务提供给用户。平台服务可让使用者基于需求提供应用程序基础结构，基础结构服务层是云的底层。云有3种类型：公共云、私有云和混合云。公共云是由云提供商所提供，私有云是由企业自己提供的云服务，混合云是公共云和私有云的混合。具体地说，云提供商要供给、管理和维护所有的软硬件资源，私有云拥有公共云不可相比的安全性，私有云和公共云之间的交互比较复杂。
VMM(虚拟机监视器)模型。虚拟化可以在计算机层次结构的各个抽象层实现，虚拟化概念是IBM最先提出的，VM是虚拟化的基本单元，它是构建虚拟化环境的基础平台。虚拟化的实质就是将底层资源进行分区，一个VM由与物理机相对应的虚拟硬件组成，根据计算机层次结构将虚拟化系统分为指令级虚拟化、硬件级虚拟化、操作系统级虚拟化、编程语言级虚拟化和程序库级虚拟化。VMM是虚拟化的主要技术软件，根据VMM的实现结构可分为：宿主机模式，它作为一个应用程序运行在宿主机的操作系统之上，宿主机模式的优点在于能够利用现有宿主机操作系统的设备驱动。其缺点是VM的资源受宿主机操作系统的控制，必须要经过VMM层才能访问硬件；独立监视器模式。其VMM通常是一个精简的操作系统，VMM能够完全地控制硬件，对资源的虚拟化的效率较高。缺点是需要提供各种硬件设备的驱动；混合虚拟化继承了以上两种模式的优点，虚拟化效率较高。
1．2虚拟化技术
CPU的虚拟化是VMM进行硬件虚拟化时最重要的环节。其中全虚拟化是一种完全模拟所有硬件设备的虚拟化模式；半虚拟化又叫做操作系统协助虚拟化，在在VMM自上的Guest0S中修改内核；硬件虚拟化把纯软件虚拟化技术的各项功能用硬件电路实现，硬件虚拟化提供全新的架构，VMM可以使用的指令集可以很大程度上提高性能，它支持操作系统直接在上面运行，需要CPU、主板、芯片组、BIOS和软件的支持。
1.3 Excalibur体系结构
Exealibur是以实现将物理资源与虚拟资源统一管理起来实现构建云计算平台为目的，提供基于Web的企业云的构建、管理和维护。支持整个企业的资源请求，帮助企业降低成本，更好地利用资产，自动的分配、管理和维护资源，更好地利用资产，提高反应能力，提高虚拟环境与物理环境的资源利用率，对用户的虚拟环境和物理环境进行统一管理，提高IT生产率和对业务服务响应的水平。
Excalibur包括基本功能模块：Cloud GU，是基于Web的图形化控制台；ICM(服务管理)，对各种服务进行管理；CES(基础集群资源管理)，是对云平台最底层的主机资源进行管理；PVMO(物理机一虚拟机管理)，它对虚拟机的整个生命周期进行管理。
采用Web GUI界面，Excalibur GUI针对不同权限的用户，管理员和用户可以在任何地方通过Web管理，提供三种不同的交互界面，访问云平台。其中管理员GUI界面进行用户管理、包账户管理和云平台状况管理。为用户定义需要的机器内型，s为云计算平台中所有的物理机和虚拟机服务器的管理，管理所有的根据Definition创建出来的实例。
ICM模块提供对云计算中所有服务的管理，资源调度底层采用提供虚拟化及自动化功能的CES管理，建立在开放式标准及架构之上，将不同的虚拟机服务器组成多个资源池，可支持对所有应用和资源的有效管理。
PVMO将物理资源与虚拟资源统一进行管理。实现虚拟机架构的管理，只能安装的虚拟机的主机上，负责对整个集群进行管理。
2 Excalibur对虚拟化容器的支持
PVMO Manager是对虚拟机和物理机进行管理的核心部分。PVMO Agent是作为EGO的服务节点被其管理。运行在Service节点上，执行监听与PVMO Manager的通信端口，与虚拟机平台进行集成，拥有对资源池进行管理的虚拟化平台，进行管理、分配资源等虚拟机的基本操作。
XDR是SunSoft的开放网络计算环境的一种功能。它的功能主要是解决不同系统之间数据编码格式的不同，通过获取资源信息并对资源进行调度，使用XDR的应用程序，获取资源信息并对资源进行调度。
PVMO Master是用Java来实现的，其中的模块负责策略的定义，负责角色的管理、注册与认证，负责资源调度框架的管理，负责高可用性的管理与实现。VMMgr实现对虚拟机操作的封装，负责集群的管理，实现对物理机操作的封装，针对不同Agent的操作调用。
具体的虚拟资源请求流程：首先接受上层管理模块传送过来的请求，在映射表中查到要求代理执行操作的编号，创建对象用来接收Agent执行的返回结果，并将请求数据发送给Agent，并根据不同的虚拟机容器执行相应的操作，对于阻塞型的操作进行处理，对于非阻塞的事件由监听进程完成。
3 Excalibur资源调度框架设计与实现
策略是一些可以用来改变系统行为的信息，资源调度策略是资源管理系统中重要环节，云计算需要管理的资源更加多样化。本系统采用资源分组策略来对资源进行管理，在同一个资源池中根据资源的功能属性对资源的调度可采用成熟的网格计算，在缺省情况下增加了云计算系统的可靠性，满足云计算对资源管理的需求，降低系统设计的复杂性。
对于物理资源的管理，对物理机的调度具体体现为从所有机器列表中选出符合用户需求的机器，系统共享存储为共享网络文件系统，虚拟机文件将被保存在共享存储区，采用各种策略提供资源利用率的基础条件，很方便的实现数据存储的动态增长。
虚拟机的调度比较复杂，根据VMM产品的不同，进行VM创建策略设计。虚拟机创建只使用创建的主节点磁盘和网络带宽，通过这种方法，略保证了网络和磁盘被所有节点平均使用。VM启动策略设计是将虚拟机启动到合适的机器上，资源组必须是激活状态，使得资源池中的资源得到合理的利用。系统提供三种基本策略来满足用户基本需求，其是所涉及的UT策略以均衡资源池中物理节点利用率为目标，Striping以物理内存可用数最多物理节点为目标，Packing策略是以将负载集中，释放其他节点资源。
虚拟机迁移可以有效均衡虚拟机服务器的负载，共享存储是虚拟机动态迁移的基础。它包括静态迁移和动态迁移。可以不中断虚拟机上的业务，实时的监控所有的虚拟机服务器，确保调整负载工作的公平原则，整个过程结束后，虚拟机释放原节点的资源。
资源调度框架测试通过动态负载均衡实现，虚拟化技术为实现这个过程提供了有力的保证，但需要我们注意的是，节点间的负载均衡需要虚拟机迁移技术的支持。经过测试，对虚拟资源调度管理模块功能基本实现，达到设计要求。
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本文标题：分析虚拟化云计算中资源管理
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