專利名稱：一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,，更具體的說(shuō),涉及一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)，在計(jì)算機(jī)方面通常是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘，擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。計(jì)算機(jī)虛擬化是一種前沿的軟件技術(shù)，它正迅速改變著IT的面貌，并從根本上改變著人們的計(jì)算方式。如今，個(gè)人計(jì)算機(jī)普遍使用功能齊全的“胖客戶端”，但是從計(jì)算機(jī)總體的角度來(lái)看，具有強(qiáng)大處理能力的x86計(jì)算機(jī)硬件僅僅運(yùn)行了單個(gè)操作系統(tǒng)和部分應(yīng)用程序，這使得大多數(shù)計(jì)算機(jī)資源未得到充分利用，計(jì)算機(jī)平均資源利用率在15%左右。·20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于硬件設(shè)備成本的下降、硬件資源利用率不足、管理成本的攀升、系統(tǒng)安全問(wèn)題等因素，虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為時(shí)下的前沿技術(shù)。利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，因而得以在多個(gè)環(huán)境間共享這一臺(tái)計(jì)算機(jī)的資源，平均資源利用率提升到70%以上，能夠顯著地提升效率。不同的虛擬機(jī)可以在同一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)以及多個(gè)應(yīng)用程序，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。在服務(wù)器虛擬化的基礎(chǔ)上，與遠(yuǎn)程登錄技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展成為支持多用戶、任意時(shí)間、任意地點(diǎn)、任何設(shè)備可訪問(wèn)的桌面虛擬化技術(shù)，桌面虛擬化是目前最具應(yīng)用前景的技術(shù)?？偠灾?，虛擬化技術(shù)具備諸多優(yōu)勢(shì)I)運(yùn)用虛擬化技術(shù)將原本一臺(tái)服務(wù)器的資源分配給了數(shù)臺(tái)虛擬化的服務(wù)器，有效的利用了閑置資源，確保企業(yè)應(yīng)用程序發(fā)揮出最高的可用性和性能。終端設(shè)備可以使用瘦客戶機(jī)，獲得與傳統(tǒng)PC —樣的用戶體驗(yàn)；2)虛擬機(jī)之間是完全隔離的，就像它們是不同的物理計(jì)算機(jī)一樣，在可用性和安全性方面，虛擬環(huán)境中運(yùn)行的應(yīng)用程序遠(yuǎn)優(yōu)于在傳統(tǒng)的非虛擬化系統(tǒng)中運(yùn)行的應(yīng)用程序，最主要的原因是隔離；3 )虛擬服務(wù)器是獨(dú)立于硬件進(jìn)行工作的，通過(guò)改進(jìn)災(zāi)難恢復(fù)解決方案提高了業(yè)務(wù)連續(xù)性，當(dāng)一臺(tái)虛擬服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)可在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)且不影響整個(gè)集群的運(yùn)作，在整個(gè)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)高可用性；4)降低了部署成本，只需要更少的服務(wù)器就可以實(shí)現(xiàn)需要更多服務(wù)器才能做到的事情，也間接降低了安全等其他方面的成本。同時(shí)也能降低能耗，節(jié)能減排；5)所有的虛擬服務(wù)器都與正常的x86系統(tǒng)相兼容，改進(jìn)了桌面管理的方式，可部署多套不同的系統(tǒng)，降低兼容性的問(wèn)題；6)提高了服務(wù)器/管理員比率，一個(gè)管理員可以輕松的管理比以前更多的服務(wù)器而不會(huì)造成更大的負(fù)擔(dān)。[0011]在服務(wù)器虛擬化的基本架構(gòu)下，虛擬化系統(tǒng)可以通過(guò)虛擬機(jī)管理器VMM (VirtualMachine Monitor)來(lái)進(jìn)行管理，VMM在底層實(shí)現(xiàn)對(duì)其上的虛擬機(jī)的管理和支持?，F(xiàn)在許多的硬件，比如Intel的CPU已經(jīng)對(duì)虛擬化技術(shù)做了硬件支持，大多數(shù)VMM就可以直接裝在裸機(jī)上，在其上再裝幾個(gè)虛擬機(jī)就可以進(jìn)行虛擬化環(huán)境下的性能體驗(yàn)。在進(jìn)行大規(guī)模虛擬機(jī)架設(shè)時(shí)，需要整合巨量的硬件資源，以服務(wù)器虛擬化的基本架構(gòu)為基礎(chǔ)，通過(guò)互聯(lián)整合多臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理資源，構(gòu)建物理資源池。云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算新方式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上異構(gòu)、自治的服務(wù)為個(gè)人和企業(yè)用戶提供按需即取的計(jì)算。云計(jì)算提供了最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心， 用戶不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩；同時(shí)降低用戶端的要求，使得用戶端設(shè)備大大簡(jiǎn)化；云計(jì)算的擴(kuò)展性強(qiáng)，能支持超大容量的計(jì)算機(jī)物理硬件。因此云計(jì)算很適合構(gòu)建虛擬化系統(tǒng)的硬件資源池。隨著高性能計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器的性能得到巨大提升，各個(gè)服務(wù)器之間的通信帶寬和通信延遲成為制約云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的重要因素。因?yàn)橐蕴W(wǎng)技術(shù)存在的I/o瓶頸、低帶寬利用率、高傳輸延遲、較高的CPU資源消耗、復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議等缺陷，制約了云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的整體性能，采取更高速率、低延遲、低CPU通信消耗的新技術(shù)很有必要。虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)(Virtual Desktop Infrastructure, VDI)是服務(wù)器虛擬化與遠(yuǎn)程登錄技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，桌面虛擬化的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)多用戶、任意時(shí)間、任意地點(diǎn)、任意設(shè)備可訪問(wèn)虛擬桌面，極大的減少用戶設(shè)備的硬件，支持企業(yè)級(jí)桌面系統(tǒng)的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)訪問(wèn)與數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一托管。相對(duì)于目前的靜態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)的瀏覽器，桌面虛擬化能夠遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)地提供傳統(tǒng)PC的所有功能。桌面虛擬化最大限度的提供每一個(gè)虛擬機(jī)的自由化程度，虛擬機(jī)之間相互隔離，盡量減少虛擬系統(tǒng)鏡像，實(shí)現(xiàn)虛擬桌面的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序分離，在保證用戶個(gè)性化的同時(shí)，減少操作系統(tǒng)的維護(hù)成本。當(dāng)前在桌面虛擬化領(lǐng)域，主要有三個(gè)廠商處于領(lǐng)先地位Microsoft、Citrix和VMware Microsoft虛擬化是用Windows Server 2008 Hyper-V進(jìn)行服務(wù)器虛擬化,結(jié)合RDP (Remote Desktop Protocol)協(xié)議進(jìn)行虛擬桌面訪問(wèn)。Citrix虛擬化運(yùn)用XenServer進(jìn)行服務(wù)器虛擬化，使用更高效的ICA (Independent Computing Architecture)協(xié)議進(jìn)行虛擬桌面訪問(wèn)。VMware虛擬化則運(yùn)用VMware Sphere進(jìn)行服務(wù)器虛擬化,使用RDP(RemoteDesktop Protocol)協(xié)議進(jìn)行虛擬桌面訪問(wèn)。桌面虛擬化具備美好的應(yīng)用前景，但是也存在潛在的問(wèn)題I)虛擬化技術(shù)需要保持服務(wù)器與客戶機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，在企業(yè)級(jí)應(yīng)用中，客戶機(jī)可能仍然需要在本地安裝操作系統(tǒng)，來(lái)保證服務(wù)器down機(jī)時(shí)客戶機(jī)仍然能夠使用。瘦客戶機(jī)不具備PC本地啟動(dòng)的所有必需硬件，脫離服務(wù)器將無(wú)法運(yùn)作；2)多個(gè)虛擬機(jī)用戶同時(shí)登陸時(shí)，虛擬化系統(tǒng)面臨著CPU內(nèi)存資源不足等問(wèn)題，同時(shí)多用戶在進(jìn)行存儲(chǔ)操作時(shí)，可能引起的網(wǎng)絡(luò)阻塞等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)，其運(yùn)用InfiniBand技術(shù)組建云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，提供虛擬化系統(tǒng)硬件資源池。本發(fā)明提出了一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)，以服務(wù)器虛擬化的基本架構(gòu)為基礎(chǔ)，使用云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓展物理硬件，并采用InfiniBand技術(shù)組網(wǎng)，所述虛擬化系統(tǒng)包括客戶機(jī)和infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，所述客戶機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接到infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò),所述infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)包括通過(guò)infiniBand連接的文件服務(wù)器、橋接服務(wù)器、 存儲(chǔ)服務(wù)器和管理監(jiān)視器，所述管理監(jiān)視器使用虛擬機(jī)管理器管理云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的硬件資源，基于所述硬件資源安裝多個(gè)虛擬機(jī)以形成虛擬機(jī)層，各個(gè)虛擬機(jī)之間相互隔離；所述文件服務(wù)器用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)文件和用戶配置文件，在用戶登錄個(gè)人虛擬機(jī)時(shí)配置個(gè)性化的虛擬機(jī)；所述橋接服務(wù)器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與外部以太網(wǎng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的虛擬桌面登錄。進(jìn)一步,所述InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)還能通過(guò)連接遠(yuǎn)距離傳輸交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展。進(jìn)一步，客戶機(jī)是僅僅保留輸入輸出聯(lián)網(wǎng)功能的瘦客戶機(jī)。進(jìn)一步，客戶機(jī)是無(wú)線路由器或平板電腦。本發(fā)明運(yùn)用InfiniBand技術(shù)架設(shè)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，提供虛擬化系統(tǒng)的物理資源池，利用云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)資源分配的特點(diǎn)，提高虛擬化系統(tǒng)的資源利用率?；贗nfiniBand技術(shù)組建的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)可以克服以太網(wǎng)的I/O瓶頸、低帶寬利用率、高傳輸延遲、較高的CPU資源消耗、復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議等缺陷，實(shí)現(xiàn)高吞吐率、低延遲、低CPU資源占用的高速云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的性能，進(jìn)一步提高資源的利用率。具體而言，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在I)硬件優(yōu)勢(shì)利用InfiniBand的高帶寬、低延遲和低CPU占用等優(yōu)點(diǎn)，支持更高流量的數(shù)據(jù)服務(wù)，可以使用高性能計(jì)算機(jī)作為云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)展硬件資源總量；2)架構(gòu)優(yōu)勢(shì)支持虛擬化平臺(tái)的冗余策略，云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，仍能夠繼續(xù)提供虛擬桌面服務(wù)，保持服務(wù)的連續(xù)性。監(jiān)測(cè)到故障之后，可進(jìn)行在線維護(hù)；3)隔離與個(gè)性化虛擬機(jī)之間隔離，應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)分離，操作系統(tǒng)集中維護(hù)，用戶可以定制個(gè)性化的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)服務(wù)，提升用戶體驗(yàn)，同時(shí)降低維護(hù)成本；4)安全性和效益云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)提供高性能的計(jì)算機(jī)服務(wù)，提供高速的數(shù)據(jù)處理、集中冗余的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，能夠保證數(shù)據(jù)安全，同時(shí)降低硬件成本、管理成本和能耗。本技術(shù)可廣泛應(yīng)用于中小型辦公系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、多媒體物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

圖I為本發(fā)明的服務(wù)器虛擬化的架構(gòu)。圖2為基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的服務(wù)器虛擬化的架構(gòu)如圖I所示，包括外圍設(shè)備、接口層、虛擬機(jī)層、管理層以及物理硬件資源層。所述物理硬件資源層由CPU、內(nèi)存、硬盤等組成，并使用管理層中的虛擬機(jī)管理器VMM (Virtual Machine Monitor)管理上述的物理硬件資源,在此之上安裝多個(gè)虛擬機(jī)以形成虛擬機(jī)器層，各個(gè)虛擬機(jī)之間相互隔離，每個(gè)虛擬機(jī)具備傳統(tǒng)PC的全部功能，用戶的外圍設(shè)備通過(guò)接口層訪問(wèn)虛擬機(jī)從而使用服務(wù)器提供的硬件資源。物理硬件資源的總量決定了虛擬機(jī)的數(shù)量和性能。推薦虛擬機(jī)的配置為每個(gè)虛擬機(jī)配置I個(gè)虛擬CPU、2G內(nèi)存、100G硬盤、IOOMbps的網(wǎng)絡(luò)帶寬的資源。以單套STD-YQ-H2000存儲(chǔ)服務(wù)器和STD-YQ-B2000存儲(chǔ)單元為例，其硬件資源見(jiàn)表I。結(jié)合表I可知，單套服務(wù)器可以支持約20個(gè)推薦配置的虛擬機(jī)。如果架設(shè)小型的虛擬化系統(tǒng)，一個(gè)服務(wù)器即可完成虛擬化的基本架構(gòu)。表I
權(quán)利要求1.一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)，以服務(wù)器虛擬化的基本架構(gòu)為基礎(chǔ)，使用云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓展物理硬件，并采用InfiniBand組網(wǎng)，所述虛擬化系統(tǒng)包括客戶機(jī)和infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò),所述客戶機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接到infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò),所述infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)包括通過(guò)infiniBand連接的文件服務(wù)器、橋接服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器和管理監(jiān)視器，所述管理監(jiān)視器使用虛擬機(jī)管理器管理云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的硬件資源，基于所述硬件資源安裝多個(gè)虛擬機(jī)以形成虛擬機(jī)層，各個(gè)虛擬機(jī)之間相互隔離；所述文件服務(wù)器用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)文件和用戶配置文件，在用戶登錄個(gè)人虛擬機(jī)時(shí)配置個(gè)性化的虛擬機(jī)；所述橋接服務(wù)器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與外部以太網(wǎng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的虛擬桌面登錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)，所述Inf iniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)還能通過(guò)連接遠(yuǎn)距離傳輸交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)，客戶機(jī)是僅僅保留輸入輸出聯(lián)網(wǎng)功能的瘦客戶機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)，客戶機(jī)是無(wú)線路由器或平板電腦。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)，其包括客戶機(jī)和infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，所述客戶機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接到infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)包括通過(guò)infiniBand連接的文件服務(wù)器、橋接服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器和管理監(jiān)視器，管理監(jiān)視器使用虛擬機(jī)管理器管理云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的硬件資源，并基于所述硬件資源安裝多個(gè)虛擬機(jī)以形成虛擬機(jī)層，各個(gè)虛擬機(jī)之間相互隔離；文件服務(wù)器用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)文件和用戶配置文件，在用戶登錄個(gè)人虛擬機(jī)時(shí)配置個(gè)性化的虛擬機(jī)；橋接服務(wù)器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將InfiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與外部以太網(wǎng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的虛擬桌面登錄。本實(shí)用新型的方案利用infiniBand云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)資源分配的特點(diǎn)，提高了虛擬化系統(tǒng)的資源利用率。
文檔編號(hào)G06F9/455GK202798790SQ20122048198
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者儲(chǔ)浩, 沈榮波 申請(qǐng)人:南京斯坦德通信股份有限公司