將企業(yè)資源管理服務(wù)虛擬化

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上將企業(yè)資源管理服務(wù)虛擬化 由于企業(yè)內(nèi)部的IT資源基礎(chǔ)構(gòu)架日趨龐大，大量異構(gòu)的物理資源存在于不同的部門，多種資源管理系統(tǒng)并存，使得管理非常復(fù)雜，資源利用率低下。另外，應(yīng)用需求不斷改變，在線服務(wù)請求經(jīng)常不可預(yù)測，這種動態(tài)的環(huán)境要求企業(yè)的數(shù)據(jù)中心或計(jì)算中心能夠?qū)Ω黝愘Y源進(jìn)行靈活、快速、動態(tài)的按需調(diào)度。因此，如何搭建合理的資源管理基礎(chǔ)架構(gòu)，以及怎樣管理復(fù)雜的資源系統(tǒng)，使得資源能被有效管理和按需服務(wù)，自然成了企業(yè)信息平臺發(fā)展中亟待解決的基礎(chǔ)問題。 我們提出一種虛擬資源管理服務(wù)模型虛擬管理構(gòu)架(VMA，Virtual Management Architecture)，旨在為企業(yè)建

2、立一個(gè)合理、統(tǒng)一的資源管理基礎(chǔ)構(gòu)架，以實(shí)現(xiàn)資源和資源系統(tǒng)的統(tǒng)一管理以及資源的按需服務(wù)。虛擬管理構(gòu)架可以管理和調(diào)度的資源包括存儲資源、服務(wù)器資源、文件系統(tǒng)資源、集群資源和用戶系統(tǒng)資源等系統(tǒng)級的資源?；诰W(wǎng)絡(luò)存儲，我們實(shí)現(xiàn)了虛擬管理構(gòu)架的最小系統(tǒng)，它包含三個(gè)子系統(tǒng)，即三種虛擬化資源管理系統(tǒng)：虛擬存儲資源系統(tǒng)(virtual storage device resource system，簡稱VSDS)、虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)(virtual computing resource system，簡稱VCRS)、虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)(virtual user system resource system，簡稱

3、VUSS)。虛擬存儲資源系統(tǒng)提供虛擬化的存儲資源服務(wù)，虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)提供動態(tài)組合的計(jì)算資源服務(wù)，虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)提供虛擬化的用戶系統(tǒng)資源服務(wù)。 企業(yè)需要虛擬管理構(gòu)架 虛擬管理構(gòu)架是一種以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，融入自主調(diào)度技術(shù)，統(tǒng)一了管理和使用接口的資源管理構(gòu)架模型。虛擬管理構(gòu)架由多個(gè)資源管理系統(tǒng)組成，每個(gè)資源管理系統(tǒng)提供一種虛擬資源服務(wù)，這些虛擬資源服務(wù)包括虛擬存儲服務(wù)、虛擬服務(wù)器服務(wù)、虛擬文件系統(tǒng)服務(wù)、虛擬集群系統(tǒng)服務(wù)、虛擬用戶系統(tǒng)服務(wù)等系統(tǒng)級的資源服務(wù)。虛擬管理構(gòu)架將這些虛擬資源服務(wù)系統(tǒng)的管理功能統(tǒng)一到一致的管理平臺，并提供靈活的、快速的、動態(tài)的多種資源服務(wù)，為企業(yè)提供合理的統(tǒng)一的系統(tǒng)資

4、源管理基礎(chǔ)構(gòu)架。 虛擬管理構(gòu)架想達(dá)到兩個(gè)目標(biāo)：即資源和資源系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和資源的按需服務(wù)。資源的統(tǒng)一管理是指將資源以集中和一致的方式進(jìn)行管理或使用，屏蔽資源的物理異構(gòu)性和地理分布性，各個(gè)資源系統(tǒng)之間具有統(tǒng)一的管理接口，消除多種資源系統(tǒng)間的操作差異，提高系統(tǒng)集成度，從而減輕管理復(fù)雜度。資源的按需服務(wù)是指能夠按需分配資源，能夠動態(tài)、自主地提供資源服務(wù)，以滿足應(yīng)用對資源需求的變化。 虛擬化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理和按需服務(wù)的基礎(chǔ)。它有兩方面的功能：首先，將物理資源虛擬化成統(tǒng)一的邏輯資源視圖；其次，提供組合而成的高級資源形式。用戶不僅能獲取單一類型的資源，比如存儲空間和計(jì)算能力，也能快速獲得組合類型或

5、更高級形式的資源，比如用戶環(huán)境、商務(wù)環(huán)境等。無論單一類型還是組合類型，它們都具有統(tǒng)一的邏輯視圖，因而可以統(tǒng)一管理。統(tǒng)一管理使得資源很容易被分配或調(diào)度，從資源“數(shù)量”的角度支持了資源的按需服務(wù)。多種資源的快速組合和獲取，則從資源“類型”的角度支持了資源的按需服務(wù)。 資源的自主調(diào)度技術(shù)能夠自主地、動態(tài)快速地調(diào)整資源以滿足應(yīng)用的需求。系統(tǒng)可以動態(tài)地分配、回收和調(diào)度資源，自主地使資源升級運(yùn)行或降級運(yùn)行。這些過程可以盡量減少人的干預(yù)，承擔(dān)人不必、不想或者無法完成的動態(tài)配置和調(diào)節(jié)等任務(wù)，進(jìn)一步將管理員從管理任務(wù)中解放出來。資源的自主調(diào)度技術(shù)從資源“智能化”的角度支持了按需服務(wù)。 圖1 虛擬管理構(gòu)架模型的構(gòu)

6、成 統(tǒng)一的管理和使用接口是實(shí)現(xiàn)資源系統(tǒng)統(tǒng)一管理的重要方法。傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)都是針對某個(gè)資源來單獨(dú)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)，管理系統(tǒng)與其所管理的資源緊密地耦合在一起。不同資源系統(tǒng)的管理模式和流程往往差異很大，造成了系統(tǒng)難以集成在一起，管理難度增加，管理員往往需要學(xué)習(xí)多個(gè)資源系統(tǒng)的管理方法。我們對資源系統(tǒng)抽取統(tǒng)一的管理模式和流程，形成統(tǒng)一的管理和使用接口封裝，使各個(gè)資源系統(tǒng)的管理方式統(tǒng)一化，類似于虛擬文件系統(tǒng)(Virtual File System， 簡稱VFS)的抽象。管理和使用接口的具體實(shí)現(xiàn)在各個(gè)資源系統(tǒng)內(nèi)部完成。從管理的角度看，管理員只需要使用同一種方式便可以管理不同的系統(tǒng)資源服務(wù)；從使用的角度看，用戶在請

7、求存儲資源和請求計(jì)算資源的時(shí)候，流程并沒有什么不同；從系統(tǒng)的角度看，它也增強(qiáng)了系統(tǒng)間的互操作性。同時(shí)，虛擬管理構(gòu)架可以容納多種虛擬資源管理系統(tǒng)，具有良好的擴(kuò)展性。只要新的虛擬資源管理系統(tǒng)具有統(tǒng)一的管理和使用接口封裝，便可以融入虛擬管理構(gòu)架中來。 如何構(gòu)建虛擬管理構(gòu)架 虛擬管理構(gòu)架由一個(gè)或多個(gè)虛擬資源管理服務(wù)(Virtual Management Service，簡稱VMS)和一個(gè)系統(tǒng)注冊和查詢服務(wù)(System Register and Check Service，簡稱SRCS)構(gòu)成，提供VMS之間的依賴關(guān)系的抽象。其中VMS是以一定的物理資源為基礎(chǔ)、提供某類虛擬資源的虛擬化管理和調(diào)度服務(wù)。S

8、RCS是虛擬管理構(gòu)架中的注冊查詢服務(wù)，提供VMS服務(wù)的注冊和查詢功能，實(shí)現(xiàn)虛擬管理構(gòu)架服務(wù)的發(fā)現(xiàn)機(jī)制。VMS之間的依賴關(guān)系是指當(dāng)一種虛擬資源服務(wù)使用另外一種虛擬資源服務(wù)提供資源時(shí)建立的依賴關(guān)系。如果VMS-A使用了VMS-B提供的虛擬資源，那么就說VMS-A依賴于VMS-B。虛擬管理構(gòu)架中各個(gè)系統(tǒng)的啟動順序可以是隨機(jī)的，每個(gè)VMS記錄了自己的依賴關(guān)系，當(dāng)它所依賴的服務(wù)都啟動并且可用時(shí)，此VMS才可用。 圖2 VMS的結(jié)構(gòu)模型 如圖2，VMS的結(jié)構(gòu)模型分為四層：物理資源管理、虛擬化功能、自主調(diào)度功能、邏輯資源管理。 物理資源管理層負(fù)責(zé)管理VMS的物理資源，包括物理設(shè)備的配置和管理、物理資源空間的

9、管理、資源使用和運(yùn)行狀況的監(jiān)視、失效的監(jiān)控恢復(fù)等操作，對用戶的請求進(jìn)行實(shí)際的執(zhí)行操作；虛擬化功能層實(shí)現(xiàn)物理資源到邏輯資源的虛擬化，管理它們之間的映射關(guān)系；自主調(diào)度功能層提供資源的按需、動態(tài)、快速調(diào)度功能，以滿足應(yīng)用的動態(tài)需求；邏輯資源管理層負(fù)責(zé)接受和轉(zhuǎn)發(fā)對邏輯資源的請求，對邏輯資源進(jìn)行配置、分配、釋放、管理、查詢、監(jiān)視等操作，維護(hù)一個(gè)統(tǒng)一的邏輯資源地址空間。 構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬管理 根據(jù)虛擬管理構(gòu)架模型，我們實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)存儲的虛擬管理構(gòu)架最小系統(tǒng)。它包括三個(gè)VMS：虛擬存儲資源系統(tǒng)(VSDS)、虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)(VCRS)、虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)(VUSS)，每個(gè)系統(tǒng)都提供一種類型的虛擬化資源

10、。虛擬管理構(gòu)架最小系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了SRCS服務(wù)注冊和查詢服務(wù)。下面介紹虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)、虛擬存儲資源系統(tǒng)、虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)的功能以及相應(yīng)的虛擬化技術(shù)。 虛擬存儲資源系統(tǒng)對多個(gè)網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備節(jié)點(diǎn)(Storage Node，簡稱SN)進(jìn)行管理，為用戶提供大容量、動態(tài)可擴(kuò)展的虛擬存儲空間(Space)。分配給用戶后，用戶就可以像使用本地磁盤一樣使用虛擬存儲，分配給用戶的虛擬空間也叫虛擬存儲設(shè)備(virtual device，簡稱VD)。 物理資源管理層對SN集群進(jìn)行管理和監(jiān)視。SN是自帶處理器和內(nèi)存的智能存儲設(shè)備，提供物理存儲空間。虛擬存儲資源系統(tǒng)物理管理層監(jiān)視SN的空間使用情況，并提供SN設(shè)備信息和

11、狀態(tài)信息，而且實(shí)現(xiàn)了SN的配置、注冊、啟動/停止、動態(tài)上下線等控制功能。虛擬化層將形式如(SN，SN內(nèi)的地址)的物理地址轉(zhuǎn)換成全局統(tǒng)一的邏輯地址，并管理虛擬存儲空間到SN之間的映射關(guān)系。虛擬存儲空間到SN的映射是多對多的關(guān)系。這種靈活的映射關(guān)系可以提供大容量、跨設(shè)備的虛擬存儲空間。邏輯資源管理層管理邏輯資源地址空間，監(jiān)視邏輯資源使用情況，為應(yīng)用服務(wù)器創(chuàng)建、刪除、配置、動態(tài)擴(kuò)展虛擬存儲空間，并提供虛擬存儲空間啟動、停止、查詢等控制和監(jiān)視功能。 虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)是一種基于網(wǎng)絡(luò)存儲的虛擬計(jì)算環(huán)境。該系統(tǒng)對計(jì)算節(jié)點(diǎn)池和系統(tǒng)數(shù)據(jù)空間進(jìn)行管理，為用戶提供可動態(tài)組合的虛擬服務(wù)器，并可以根據(jù)應(yīng)用需求快速地調(diào)整

12、應(yīng)用系統(tǒng)的計(jì)算資源。使用虛擬服務(wù)器時(shí)，用戶不需要知道底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，感覺跟使用實(shí)體服務(wù)器一樣。 虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)的虛擬資源是動態(tài)組合的虛擬服務(wù)器，虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)邏輯資源層對它們進(jìn)行相應(yīng)的管理，監(jiān)視和控制虛擬服務(wù)器的使用和運(yùn)行狀況等。 虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)的虛擬化是通過將計(jì)算節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)綁定，來動態(tài)虛擬出不同的服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備被劃分成若干個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)塊設(shè)備，每個(gè)塊設(shè)備上存儲不同的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)塊設(shè)備協(xié)議與計(jì)算節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)磁盤接口相連接。節(jié)點(diǎn)機(jī)開機(jī)以后，就會把某一個(gè)或某幾個(gè)塊設(shè)備綁定到自己的系統(tǒng)中，成為自己的本地磁盤設(shè)備。節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)塊設(shè)備上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，生成可用的虛擬服務(wù)器。當(dāng)虛擬服務(wù)器

13、關(guān)機(jī)后，資源重新被還原成獨(dú)立的計(jì)算節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)和不同的系統(tǒng)數(shù)據(jù)綁定，就可以生成不同的虛擬服務(wù)器。這種重構(gòu)是動態(tài)的。 虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)具有存儲與計(jì)算分離的計(jì)算模式，使得計(jì)算環(huán)境的構(gòu)建更加靈活，能夠快速地完成服務(wù)的動態(tài)部署，滿足了應(yīng)用環(huán)境對不同類型和數(shù)量的服務(wù)器的動態(tài)需求，在公共數(shù)據(jù)中心和大型企業(yè)環(huán)境下有良好的應(yīng)用前景。 圖3 虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)的虛擬化 虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)將虛擬存儲資源系統(tǒng)提供的虛擬存儲設(shè)備和虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)提供的虛擬服務(wù)器作為物理資源，為用戶虛擬出另一種類型的虛擬資源虛擬用戶系統(tǒng)(VUS ，Virtual User System)。虛擬用戶系統(tǒng)是一種包含資源、管

14、理和服務(wù)的具有特定功能的完整系統(tǒng)。虛擬用戶系統(tǒng)的管理員可以管理本虛擬用戶系統(tǒng)的資源和服務(wù)。虛擬用戶系統(tǒng)的實(shí)例如通常的萬維網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)、郵件集群服務(wù)系統(tǒng)等。 虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)的物理管理層管理虛擬服務(wù)器池和虛擬存儲設(shè)備池，為虛擬化層提供虛擬服務(wù)器和虛擬存儲設(shè)備的屬性和使用信息，提供資源啟動、停機(jī)、分配、釋放、綁定等功能，并監(jiān)視虛擬服務(wù)器和虛擬存儲設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。 虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)的虛擬化層管理虛擬用戶系統(tǒng)到虛擬服務(wù)器和虛擬存儲設(shè)備的映射關(guān)系。虛擬化的過程是分配相應(yīng)的資源、進(jìn)行資源的綁定、部署用戶需要的軟件、配置服務(wù)的流程，從而定制用戶特定的虛擬用戶系統(tǒng)(當(dāng)然也可以由用戶自己部署服務(wù))。 虛

15、擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)將系統(tǒng)的搭建和部署過程進(jìn)行抽象和提取，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活搭建、配置和管理，這些抽取的共性功能包括系統(tǒng)的啟動和停止、系統(tǒng)啟動順序的配置、系統(tǒng)服務(wù)的查詢、資源的配置、服務(wù)的定制與部署，并提供個(gè)性化的定制等。虛擬用戶系統(tǒng)資源的分配、管理的定制和服務(wù)的部署，都是由虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)通過虛擬化功能完成。 虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)的邏輯資源管理層管理虛擬用戶系統(tǒng)，監(jiān)視虛擬用戶系統(tǒng)的使用情況和運(yùn)行情況，提供虛擬用戶系統(tǒng)啟動、停機(jī)通知等控制功能。 虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速搭建和簡單集中管理。用戶可以馬上使用搭建好的虛擬用戶系統(tǒng)，也可以在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。這使得用戶搭建和開發(fā)軟件

16、系統(tǒng)的周期大大縮短，用戶只需要關(guān)注于自己的核心軟件業(yè)務(wù)的開發(fā)，而且在開發(fā)不同的系統(tǒng)時(shí)，用戶不必開發(fā)相應(yīng)的對外管理平臺，解決了系統(tǒng)集成難、復(fù)用性不好的問題。 構(gòu)架虛擬管理最小化 虛擬管理構(gòu)架最小系統(tǒng)由虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)、虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)、虛擬存儲資源系統(tǒng)和SRCS以及它們之間的依賴關(guān)系構(gòu)成。虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)、虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)和虛擬存儲資源系統(tǒng)都需要向SRCS注冊本服務(wù)、查詢所依賴的服務(wù)或注銷本服務(wù)。虛線表示服務(wù)的發(fā)布與發(fā)現(xiàn)，而實(shí)線箭頭方向表示資源的提供與使用關(guān)系。 虛擬存儲資源系統(tǒng)提供虛擬存儲設(shè)備，虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)提供虛擬服務(wù)器，虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)提供虛擬用戶系統(tǒng)(VUS)。 其中虛擬用

17、戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)和虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)都依賴于虛擬存儲資源系統(tǒng)，即虛擬存儲資源系統(tǒng)為虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)和虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)提供虛擬存儲設(shè)備。虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)依賴于虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)和虛擬存儲資源系統(tǒng)，即虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)使用虛擬服務(wù)器和虛擬存儲設(shè)備。 虛擬存儲資源系統(tǒng)的物理資源是實(shí)際的存儲設(shè)備，虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)的物理資源是實(shí)際的計(jì)算節(jié)點(diǎn)和虛擬存儲資源系統(tǒng)提供的虛擬存儲設(shè)備。虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)和虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)使用虛擬存儲設(shè)備的方式是完全一樣的，而且虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)使用虛擬服務(wù)器和虛擬存儲設(shè)備的方式也是完全一樣的，只是資源屬性不一樣而已。 這三個(gè)系統(tǒng)可以通過基于Web的統(tǒng)一管理平臺進(jìn)行管理。

18、三種不同資源的使用和管理方式都是相同的，比如創(chuàng)建、刪除、啟動、停止等。根據(jù)資源類別的不同，各個(gè)VMS分別實(shí)現(xiàn)具體的操作語義。 虛擬存儲資源系統(tǒng)或虛擬計(jì)算資源系統(tǒng)可以直接為用戶提供資源，并不局限于虛擬管理構(gòu)架。新的VMS也可以加入虛擬管理構(gòu)架中，只要它符合虛擬管理構(gòu)架的管理和使用接口。我們考慮將藍(lán)鯨文件系統(tǒng)也整合到虛擬管理構(gòu)架中，更進(jìn)一步，我們將開發(fā)虛擬的集群系統(tǒng)，并加入虛擬管理構(gòu)架。這些將使得虛擬管理構(gòu)架更加完備，虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)提供的虛擬用戶系統(tǒng)也更加豐富強(qiáng)大。 鏈接:VMA的未來 虛擬化資源管理服務(wù)模型能夠?yàn)槠髽I(yè)建立一個(gè)合理的統(tǒng)一的資源管理基礎(chǔ)構(gòu)架，能夠?qū)Y源和資源系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和使用，能夠提供資源的按需服務(wù)，