一種云計算系統(tǒng)調(diào)配gpu資源到虛擬機的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計算資源管理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種云計算系統(tǒng)調(diào)配GPU資源到虛擬機的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]云計算是一種資源共享的計算模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，云計算提供的資源能夠被快速提供和共享復(fù)用。
[0003]目前云計算系統(tǒng)為社會提供云存儲、云物聯(lián)、云安全、云游戲和虛擬機等相關(guān)應(yīng)用。云計算系統(tǒng)虛擬機也就是“云桌面”，采用云計算的虛擬化技術(shù)，把云計算數(shù)據(jù)中心的計算節(jié)點虛擬化成為若干個虛擬機(VM)，遠端用戶通過網(wǎng)絡(luò)使用云計算系統(tǒng)中的虛擬機。云桌面具有信息安全、維護方便、節(jié)能、快速部署、設(shè)備更換頻率低、在外辦公便捷等特點，得到了廣泛應(yīng)用。然而，普通云桌面不具備獨立顯卡的功能，在顯示3D和高清視頻圖像難以實現(xiàn)，造成用戶使用感受很差。
[0004]圖形處理器(英語:Graphics Processing Unit，縮寫:GPU)，又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片，是一種專門在個人電腦、云計算、工作站、游戲機和一些移動設(shè)備上圖像運算工作的微處理器。隨著云計算的飛速發(fā)展，云桌面服務(wù)需求越來越大，對云計算的用戶感受需求逐漸提高。目前，為了提高云計算系統(tǒng)的虛擬機使用的用戶感受度，部分云計算系統(tǒng)也配備了 GPU卡，為虛擬機提供圖像處理能力。采用一個虛擬機配置一個GPU的通道資源，獨立享受GPU資源。然而，云計算系統(tǒng)使用的GPU卡是一個相對昂貴的圖像處理部件，一個虛擬機配置固定GPU資源，造成圖像處理資源極大浪費，沒有體現(xiàn)云計算系統(tǒng)共享資源優(yōu)勢。
[0005]為了提高云計算系統(tǒng)的云桌面業(yè)務(wù)的用戶使用感受，而且節(jié)省云計算的GPU資源，減少云計算系統(tǒng)的投入，目前尚未有很好的解決辦法。本發(fā)明就是提高GPU利用效率的一種有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種云計算系統(tǒng)調(diào)配GPU資源到虛擬機的方法，該方法解決云計算系統(tǒng)中的虛擬機的圖像處理資源提供問題，進而解決圖像處理資源浪費的問題。
[0007]為了達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種云計算系統(tǒng)調(diào)配GPU資源到虛擬機的方法，包括以下步驟:
[0009]S1:云計算管理系統(tǒng)應(yīng)用虛擬化技術(shù)，把配置在計算節(jié)點的GPU卡虛擬化成為若干GPU元，所有GPU元組成一個GPU資源池；
[0010]S2:尚未分配GPU資源的虛擬機，在需要使用GPU時，向云計算管理系統(tǒng)發(fā)出GPU資源分配請求，該請求包括GPU元的數(shù)量和使用時間；
[0011]S3:云計算管理系統(tǒng)檢測GPU資源池，首先分配與虛擬機同在一個計算節(jié)點的空閑GPU元；如果該計算節(jié)點目前沒有可用的GPU元，則云計算管理系統(tǒng)分配相鄰計算節(jié)點的空閑GPU元給虛擬機；
[0012]S4:虛擬機被分配到GPU元后就會綁定所分配的GPU元，虛擬機就成為擁有GPU資源的虛擬機同時就具備處理3D渲染、高清視頻的功能；
[0013]S5:云計算管理系統(tǒng)會檢測到虛擬機的GPU資源使用到期或虛擬機發(fā)出釋放GPU資源請求時，云計算管理系統(tǒng)解除虛擬機與GPU元的綁定，釋放GPU資源，GPU元重新回歸GPU資源池，成為空閑GPU元，虛擬機失去GPU資源同時失去處理3D渲染和高清視頻能力。
[0014]—種云計算系統(tǒng)，包括:
[0015]云計算管理系統(tǒng)，用于管理和控制整個云計算系統(tǒng)的資源；
[0016]計算節(jié)點，用于為云計算系統(tǒng)提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和圖像處理的物理資源實體；
[0017]虛擬機，采用云計算虛擬化技術(shù)在計算節(jié)點中構(gòu)建的虛擬計算機；
[0018]GPU，用于為虛擬機提供執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)和幾何計算，完成2D和3D圖形渲染功能的部件。
[0019]進一步地，所述的每一計算節(jié)點包括一塊或多塊GPU卡，GPU卡虛擬化成為若干單元的GPU元，所有的GPU元匯合組成GPU資源池，由云計算管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
[0020]進一步地，虛擬機不擁有GPU資源時，不具備高清視頻和3D渲染處理能力，當虛擬機需要GPU資源時，向云計算管理系統(tǒng)請求獲取GPU資源；虛擬機與GPU元綁定后，組成具有GPU的虛擬機，在計算系統(tǒng)中，同時存在具有GPU資源虛擬機和不具有GPU資源的虛擬機，兩者都能正常運行。
[0021]進一步地，GPU資源采用共享方式，不需要為每個虛擬機分配固定GPU資源；計算節(jié)點的GPU卡虛擬化成為若干GPU元后，虛擬機分享GPU元，實現(xiàn)GPU資源分時復(fù)用，實現(xiàn)共享整個云計算系統(tǒng)的GPU資源，實現(xiàn)不同計算節(jié)點的GPU元和虛擬機的綁定。
[0022]進一步地，云計算管理系統(tǒng)掌控全部虛擬機和GPU資源，在創(chuàng)建虛擬機時，標識該虛擬機是否需要GPU資源，云計算管理系統(tǒng)根據(jù)負載均衡策略從計算節(jié)點集群中選取出相應(yīng)的節(jié)點來創(chuàng)建所需的虛擬機，達到資源使用均衡的效果。
[0023]進一步地，當一個虛擬機已經(jīng)與GPU元綁定，具有一定GPU資源時，該虛擬機還可以根據(jù)所需圖像處理性能的要求，請求云計算管理系統(tǒng)再分配若干GPU元或減少甚至者全部釋放GPU元。
[0024]進一步地，虛擬機向云計算管理系統(tǒng)請求GPU資源的觸發(fā)條件包括:
[0025]創(chuàng)建虛擬機時，直接分配永久配置的GPU資源或批量創(chuàng)建直接具備GPU資源的虛擬機；
[0026]虛擬機在運行過程中，操作用戶可以手動向云計算管理系統(tǒng)申請GPU資源；
[0027]虛擬機在運行過程中，當云計算系統(tǒng)檢測到需要進行高清視頻和3D圖像處理時，虛擬機自動向云計算管理系統(tǒng)申請GPU資源。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
[0029]1、本發(fā)明中，虛擬機不必固定分配一定GPU資源，當在虛擬機需要進行相關(guān)的高清視頻或3D渲染時，虛擬機會向云計算管理系統(tǒng)申請GPU資源，虛擬機使用完GPU資源后，釋放資源，回歸GPU資源池，節(jié)省大量GPU資源；
[0030]2、云計算管理系統(tǒng)根據(jù)創(chuàng)建虛擬機的GPU使用標識，把需要GPU資源的虛擬機平衡分布到各個具有GPU卡的計算節(jié)點上，做到負載均衡，優(yōu)化GPU資源使用效果；
[0031]3、本發(fā)明中的GPU資源具有動態(tài)分配功能，當虛擬機需要進行高清視頻處理或者3D圖像渲染處理時，虛擬機自動向云計算管理系統(tǒng)請求分配GPU資源，當虛擬機關(guān)閉高清視頻處理或者3D圖像渲染處理時，虛擬機自動釋放GPU資源。
【附圖說明】
[0032]圖1是虛擬機申請GPU資源的過程不意圖；
[0033]圖2是云計算系統(tǒng)GPU資源使用的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3是虛擬機變更GPU資源容量的過程示意圖；
[0035]圖1、3中END代表流程的結(jié)束。
【具體實施方式】
[0036]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
[0037]為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；
[0038]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0039]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。
[0040]實施例1
[0041]如圖1所示，一種云計算系統(tǒng)調(diào)配GPU資源到虛擬機的方法:
[0042]PI:GPU卡虛擬化(501)，把計算節(jié)點上的高容量GPU卡虛擬化，行程若干GPU元，實現(xiàn)GPU資源復(fù)用的一定收斂比。整個云計算系統(tǒng)的GPU元匯合組成一個GPU資源池。
[0043]P2:創(chuàng)建虛擬機(502)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要，通過云計算管理系統(tǒng)創(chuàng)建若干虛擬機。根據(jù)虛擬機對GPU需求的標志，把需要GPU虛擬機均衡創(chuàng)建在各個計算節(jié)點的服務(wù)器上。達到GPU使用均衡的目的。
[0044]P3:虛擬機GPU資源申請(504)，當虛擬機需要進行高清視頻和3D渲染處理時，虛擬機向云計算管理系統(tǒng)請求GPU資源。申請GPU消息中包含了虛擬機使用GPU時間、GPU元數(shù)量等參數(shù)。
[0045]P4:檢測GPU資源(505)云計算管理系統(tǒng)檢測GPU資源池的可用GPU元，當虛擬機同一計算節(jié)點具有可用GPU元時，分配同一計