虚拟化云计算中的资源管理

虚拟化技术是云计算平台的基础，其目标是对物理计算资源进行整合或划分，自它提出之日时就获得了广泛应用，现在甚至成为云计算管理平台中的关键技术层面。按照虚拟化实现的层次，可以将其分为完全虚拟化和半虚拟化技术，这二者的区别就在于是否修改虚拟操作系统以获取特定指令。虚拟化技术为云计算管理平台的资源管理提供了资源调配上的灵活性，从而使得云计算管理平台可以通过虚拟化层整合物理资源或划分物理资源。

基于虚拟化技术的云计算管理平台大多具有如下功能：应用定义、服务管理、集群管理以及物理机-虚拟机管理。应用定义模块的功能是为云计算管理平台的最终使用者定义需要的机器类型，可以创建、修改、删除每一种机器类型；一组机器的集合被成为实例，云管理平台的用户可以对实例进行整体管理，也可以对实例中的机器进行启动、关闭以及删除等单独操作。服务管理模块管理云计算管理平台中的所有服务，包括对账户、用户以及租户的管理、事件服务的管理、安全服务的管理等。集群管理模块能够在地理位置分散的机器，为全部关键应用、服务等集中分配资源，从而提供了一个单一而又有效的管理环境，降低了管理总成本。云管理平台可以同时管理物理机和虚拟机，对物理机提供的是启动、关闭等基本功能；对虚拟机提供的则是整个生命周期的管理，包括创建、运行、维护以及迁移等。

1.云计算管理平台的资源模型

要对云计算平台进行管理首先需要描述其管理目标，这是管理操作的基础。云计算平台的资源类型多种多样，已有OVF、BPEL等资源建模格式，但它们都无法对云管理平台管理提供完整支持。该文接下来针对云管理平台的各种资源类型进行建模，同时说明了云计算管理平台中各种资源在资源建模时需要关注的性能指标。

云管理平台的首要功能是云服务，调用云服务的流程符合SOA组合服务的调用流程，所以对云服务建模时可以参照BPEL资源建模格式。首先对云服务进行细分：直接提供服务的云服务是不可再分的原子云服务，调用其他服务完成云服务功能的是组合云服务。组合服务的调用流程可能有多个，当要计算组合服务资源的依赖关系时，要综合考虑不同调用流程被调用的概率，加权计算所有的调用流程所造成的资源依赖关系。云管理平台上衡量云服务优劣的性能指标主要包括响应时间、最大连接数以及可用性，不论是原子云服务还是组合云服务，衡量的性能指标都是相同的。

虚拟化计算资源和存储资源是相互独立的，两者通过虚拟化网络资源连接起来。不论是虚拟化计算资源还是存储资源，都会被配置到一个虚拟化网络中，每个虚拟化网络包含多个虚拟化计算资源和存储资源。处于不同虚拟网络中的虚拟化计算资源和存储资源间是相互隔离的，同一虚拟网络内部的通信不占用虚拟网络的资源，而虚拟网络内部与外部的通信会占用虚拟网络带宽，所以在考虑虚拟网络资源的性能需求时，需要综合考虑虚拟网络内部和外部两方面的因素。不管是哪种类型的资源都包含使用的物理资源、性能指标、所属虚拟网络等几个方面的属性。虚拟化资源的种类多种多样，所以无法找到一种通用的性能指标，可以根据虚拟化资源的实际运行情况选取合适的指标：例如对存储资源有每秒读写次数，读写速率，可靠性（备份、恢复机制等）等指标。

物理资源的类型划分和虚拟资源相同，但物理资源因为其规模、属性等特征是固定的，因而难以像虚拟资源那样调整拓扑结构；一般来说物理资源大多是以服务器附加网络的方式提供资源。计算资源服务器主要提供CPU和内存，RAID等存储类资源可以扩展其资源架构，但其计算资源难以扩展。可以将物理资源分为服务器及网络设备两大类，服务器中的计算、存储等虚拟化资源会占用其物理资源，而和计算、存储等虚拟资源直接相连的虚拟网络也会占用服务器上的网络带宽资源；对网络设备来说，如果虚拟网络连接的是链路两端服务器上的虚拟节点，那么此连接也会消耗此网络设备上的网络带宽资源。物理计算资源的性能指标主要包括CPU个数、性能，内存总量、内存占用率等；物理存储资源的能指标主要包括存储总量、读写速率等。

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