將企業(yè)資源管理服務虛擬化

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上將企業(yè)資源管理服務虛擬化 由于企業(yè)內(nèi)部的IT資源基礎構架日趨龐大，大量異構的物理資源存在于不同的部門，多種資源管理系統(tǒng)并存，使得管理非常復雜，資源利用率低下。另外，應用需求不斷改變，在線服務請求經(jīng)常不可預測，這種動態(tài)的環(huán)境要求企業(yè)的數(shù)據(jù)中心或計算中心能夠對各類資源進行靈活、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架構，以及怎樣管理復雜的資源系統(tǒng)，使得資源能被有效管理和按需服務，自然成了企業(yè)信息平臺發(fā)展中亟待解決的基礎問題。 我們提出一種虛擬資源管理服務模型虛擬管理構架(VMA，Virtual Management Architecture)，旨在為企業(yè)建

2、立一個合理、統(tǒng)一的資源管理基礎構架，以實現(xiàn)資源和資源系統(tǒng)的統(tǒng)一管理以及資源的按需服務。虛擬管理構架可以管理和調(diào)度的資源包括存儲資源、服務器資源、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)絡存儲，我們實現(xiàn)了虛擬管理構架的最小系統(tǒng)，它包含三個子系統(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，虛擬計算資源系統(tǒng)提供動態(tài)組合的計算資源服務，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。 企業(yè)需要虛擬管理構架 虛擬管理構架是一種以虛擬化技術為基礎，融入自主調(diào)度技術，統(tǒng)一了管理和使用接口的資源管理構架模型。虛擬管理構架由多個資源管理系統(tǒng)組成，每個資源管理系統(tǒng)提供一種虛擬資源服務，這些虛擬資源服務包括虛擬存儲服務、虛擬服務器服務、虛擬文件系統(tǒng)服務、虛擬集群系統(tǒng)服務、虛擬用戶系統(tǒng)服務等系統(tǒng)級的資源服務。虛擬管理構架將這些虛擬資源服務系統(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，為企業(yè)提供合理的統(tǒng)一的系統(tǒng)資

4、源管理基礎構架。 虛擬管理構架想達到兩個目標：即資源和資源系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和資源的按需服務。資源的統(tǒng)一管理是指將資源以集中和一致的方式進行管理或使用，屏蔽資源的物理異構性和地理分布性，各個資源系統(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，從而減輕管理復雜度。資源的按需服務是指能夠按需分配資源，能夠動態(tài)、自主地提供資源服務，以滿足應用對資源需求的變化。 虛擬化技術是實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理和按需服務的基礎。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。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。 資源的自主調(diào)度技術能夠自主地、動態(tài)快速地調(diào)整資源以滿足應用的需求。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行或降級運行。這些過程可以盡量減少人的干預，承擔人不必、不想或者無法完成的動態(tài)配置和調(diào)節(jié)等任務，進一步將管理員從管理任務中解放出來。資源的自主調(diào)度技術從資源“智能化”的角度支持了按需服務。 圖1 虛擬管理構架模型的構

6、成 統(tǒng)一的管理和使用接口是實現(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)都是針對某個資源來單獨設計并實現(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，管理員往往需要學習多個資源系統(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現(xiàn)在各個資源系統(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；從使用的角度看，用戶在請

7、求存儲資源和請求計算資源的時候，流程并沒有什么不同；從系統(tǒng)的角度看，它也增強了系統(tǒng)間的互操作性。同時，虛擬管理構架可以容納多種虛擬資源管理系統(tǒng)，具有良好的擴展性。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架中來。 如何構建虛擬管理構架 虛擬管理構架由一個或多個虛擬資源管理服務(Virtual Management Service，簡稱VMS)和一個系統(tǒng)注冊和查詢服務(System Register and Check Service，簡稱SRCS)構成，提供VMS之間的依賴關系的抽象。其中VMS是以一定的物理資源為基礎、提供某類虛擬資源的虛擬化管理和調(diào)度服務。S

8、RCS是虛擬管理構架中的注冊查詢服務，提供VMS服務的注冊和查詢功能，實現(xiàn)虛擬管理構架服務的發(fā)現(xiàn)機制。VMS之間的依賴關系是指當一種虛擬資源服務使用另外一種虛擬資源服務提供資源時建立的依賴關系。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。虛擬管理構架中各個系統(tǒng)的啟動順序可以是隨機的，每個VMS記錄了自己的依賴關系，當它所依賴的服務都啟動并且可用時，此VMS才可用。 圖2 VMS的結構模型 如圖2，VMS的結構模型分為四層：物理資源管理、虛擬化功能、自主調(diào)度功能、邏輯資源管理。 物理資源管理層負責管理VMS的物理資源，包括物理設備的配置和管理、物理資源空間的

9、管理、資源使用和運行狀況的監(jiān)視、失效的監(jiān)控恢復等操作，對用戶的請求進行實際的執(zhí)行操作；虛擬化功能層實現(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，以滿足應用的動態(tài)需求；邏輯資源管理層負責接受和轉發(fā)對邏輯資源的請求，對邏輯資源進行配置、分配、釋放、管理、查詢、監(jiān)視等操作，維護一個統(tǒng)一的邏輯資源地址空間。 構建基于網(wǎng)絡的虛擬管理 根據(jù)虛擬管理構架模型，我們實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡存儲的虛擬管理構架最小系統(tǒng)。它包括三個VMS：虛擬存儲資源系統(tǒng)(VSDS)、虛擬計算資源系統(tǒng)(VCRS)、虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)(VUSS)，每個系統(tǒng)都提供一種類型的虛擬化資源

10、。虛擬管理構架最小系統(tǒng)還實現(xiàn)了SRCS服務注冊和查詢服務。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)、虛擬計算資源系統(tǒng)的功能以及相應的虛擬化技術。 虛擬存儲資源系統(tǒng)對多個網(wǎng)絡存儲設備節(jié)點(Storage Node，簡稱SN)進行管理，為用戶提供大容量、動態(tài)可擴展的虛擬存儲空間(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備(virtual device，簡稱VD)。 物理資源管理層對SN集群進行管理和監(jiān)視。SN是自帶處理器和內(nèi)存的智能存儲設備，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設備信息和

11、狀態(tài)信息，而且實現(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之間的映射關系。虛擬存儲空間到SN的映射是多對多的關系。這種靈活的映射關系可以提供大容量、跨設備的虛擬存儲空間。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，為應用服務器創(chuàng)建、刪除、配置、動態(tài)擴展虛擬存儲空間，并提供虛擬存儲空間啟動、停止、查詢等控制和監(jiān)視功能。 虛擬計算資源系統(tǒng)是一種基于網(wǎng)絡存儲的虛擬計算環(huán)境。該系統(tǒng)對計算節(jié)點池和系統(tǒng)數(shù)據(jù)空間進行管理，為用戶提供可動態(tài)組合的虛擬服務器，并可以根據(jù)應用需求快速地調(diào)整

12、應用系統(tǒng)的計算資源。使用虛擬服務器時，用戶不需要知道底層實現(xiàn)細節(jié)，感覺跟使用實體服務器一樣。 虛擬計算資源系統(tǒng)的虛擬資源是動態(tài)組合的虛擬服務器，虛擬計算資源系統(tǒng)邏輯資源層對它們進行相應的管理，監(jiān)視和控制虛擬服務器的使用和運行狀況等。 虛擬計算資源系統(tǒng)的虛擬化是通過將計算節(jié)點和系統(tǒng)數(shù)據(jù)綁定，來動態(tài)虛擬出不同的服務器。網(wǎng)絡存儲設備被劃分成若干個不同的網(wǎng)絡塊設備，每個塊設備上存儲不同的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡塊設備協(xié)議與計算節(jié)點的網(wǎng)絡磁盤接口相連接。節(jié)點機開機以后，就會把某一個或某幾個塊設備綁定到自己的系統(tǒng)中，成為自己的本地磁盤設備。節(jié)點計算機運行網(wǎng)絡塊設備上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，生成可用的虛擬服務器。當虛擬服務器

13、關機后，資源重新被還原成獨立的計算節(jié)點和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。每個計算節(jié)點和不同的系統(tǒng)數(shù)據(jù)綁定，就可以生成不同的虛擬服務器。這種重構是動態(tài)的。 虛擬計算資源系統(tǒng)具有存儲與計算分離的計算模式，使得計算環(huán)境的構建更加靈活，能夠快速地完成服務的動態(tài)部署，滿足了應用環(huán)境對不同類型和數(shù)量的服務器的動態(tài)需求，在公共數(shù)據(jù)中心和大型企業(yè)環(huán)境下有良好的應用前景。 圖3 虛擬計算資源系統(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)提供的虛擬存儲設備和虛擬計算資源系統(tǒng)提供的虛擬服務器作為物理資源，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。虛擬用戶系統(tǒng)的實例如通常的萬維網(wǎng)服務系統(tǒng)、郵件集群服務系統(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器池和虛擬存儲設備池，為虛擬化層提供虛擬服務器和虛擬存儲設備的屬性和使用信息，提供資源啟動、停機、分配、釋放、綁定等功能，并監(jiān)視虛擬服務器和虛擬存儲設備的運行狀態(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)到虛擬服務器和虛擬存儲設備的映射關系。虛擬化的過程是分配相應的資源、進行資源的綁定、部署用戶需要的軟件、配置服務的流程，從而定制用戶特定的虛擬用戶系統(tǒng)(當然也可以由用戶自己部署服務)。 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行抽象和提取，實現(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)服務的查詢、資源的配置、服務的定制與部署，并提供個性化的定制等。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)的使用情況和運行情況，提供虛擬用戶系統(tǒng)啟動、停機通知等控制功能。 虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)可以實現(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)，也可以在它的基礎上進行二次開發(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，用戶只需要關注于自己的核心軟件業(yè)務的開發(fā)，而且在開發(fā)不同的系統(tǒng)時，用戶不必開發(fā)相應的對外管理平臺，解決了系統(tǒng)集成難、復用性不好的問題。 構架虛擬管理最小化 虛擬管理構架最小系統(tǒng)由虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)、虛擬計算資源系統(tǒng)、虛擬存儲資源系統(tǒng)和SRCS以及它們之間的依賴關系構成。虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)、虛擬計算資源系統(tǒng)和虛擬存儲資源系統(tǒng)都需要向SRCS注冊本服務、查詢所依賴的服務或注銷本服務。虛線表示服務的發(fā)布與發(fā)現(xiàn)，而實線箭頭方向表示資源的提供與使用關系。 虛擬存儲資源系統(tǒng)提供虛擬存儲設備，虛擬計算資源系統(tǒng)提供虛擬服務器，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)和虛擬計算資源系統(tǒng)提供虛擬存儲設備。虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)依賴于虛擬計算資源系統(tǒng)和虛擬存儲資源系統(tǒng)，即虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)使用虛擬服務器和虛擬存儲設備。 虛擬存儲資源系統(tǒng)的物理資源是實際的存儲設備，虛擬計算資源系統(tǒng)的物理資源是實際的計算節(jié)點和虛擬存儲資源系統(tǒng)提供的虛擬存儲設備。虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)和虛擬計算資源系統(tǒng)使用虛擬存儲設備的方式是完全一樣的，而且虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)使用虛擬服務器和虛擬存儲設備的方式也是完全一樣的，只是資源屬性不一樣而已。 這三個系統(tǒng)可以通過基于Web的統(tǒng)一管理平臺進行管理。

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VMS分別實現(xiàn)具體的操作語義。 虛擬存儲資源系統(tǒng)或虛擬計算資源系統(tǒng)可以直接為用戶提供資源，并不局限于虛擬管理構架。新的VMS也可以加入虛擬管理構架中，只要它符合虛擬管理構架的管理和使用接口。我們考慮將藍鯨文件系統(tǒng)也整合到虛擬管理構架中，更進一步，我們將開發(fā)虛擬的集群系統(tǒng)，并加入虛擬管理構架。這些將使得虛擬管理構架更加完備，虛擬用戶系統(tǒng)資源系統(tǒng)提供的虛擬用戶系統(tǒng)也更加豐富強大。 鏈接:VMA的未來 虛擬化資源管理服務模型能夠為企業(yè)建立一個合理的統(tǒng)一的資源管理基礎構架，能夠對資源和資源系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理和使用，能夠提供資源的按需服務，