利用云計(jì)算平臺(tái)項(xiàng)目Excalibur，適用于非高性能計(jì)算他高性能計(jì)算環(huán)境，精確優(yōu)化資源利用率，能簡(jiǎn)化IT基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)而改善基礎(chǔ)設(shè)施的可管理性和效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)虛擬化平臺(tái)的異構(gòu)化管理。云計(jì)算使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，利用互聯(lián)網(wǎng)中的計(jì)算系統(tǒng)來(lái)支持互聯(lián)網(wǎng)各類(lèi)應(yīng)用。提高了計(jì)算資源利用率，降低服務(wù)能耗量，通過(guò)交互軟件訪問(wèn)擁有超級(jí)計(jì)算能力。云計(jì)算使得用戶(hù)與計(jì)算資源的管理相分離，擴(kuò)大了軟硬件應(yīng)用的外延模式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將存儲(chǔ)、計(jì)算資源和軟件服務(wù)提供給用戶(hù)。

    概括的說(shuō)，萁主要特點(diǎn)是可以降低提供IT服務(wù)所需的成本，云模型可使業(yè)務(wù)更加靈活，提供高可靠性和安全性，以及超大計(jì)算能力資源。而虛擬化技術(shù)對(duì)于創(chuàng)建云計(jì)算中心是至關(guān)重要，擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。因此，虛擬化技術(shù)和云計(jì)算是解決物理主枧性能越來(lái)越強(qiáng)大，而軟件卻相應(yīng)的發(fā)展慢，它使硬件資源并不能被完全利用，各部門(mén)要求的平臺(tái)環(huán)境不同，一臺(tái)服務(wù)器能被多個(gè)部門(mén)使用，這種需求給每個(gè)部門(mén)都提供一臺(tái)服務(wù)器不現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。

1 相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)

    1．1云計(jì)算機(jī)基本平臺(tái)

    云模型的三種規(guī)則組件：應(yīng)用程序服務(wù)，平臺(tái)服務(wù)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)。應(yīng)用程序服務(wù)層是一些運(yùn)行在云中的應(yīng)用程序，平臺(tái)服務(wù)層是將應(yīng)用程序基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)視為一套服務(wù)的層，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)層是一套物理資產(chǎn)。“云”是一些計(jì)算資源，通常為一些大型服務(wù)器集群，按需求作為服務(wù)提供給用戶(hù)。平臺(tái)服務(wù)可讓使用者基于需求提供應(yīng)用程序基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)層是云的底層。云有3種類(lèi)型：公共云、私有云和混合云。公共云是由云提供商所提供，私有云是由企業(yè)自己提供的云服務(wù)，混合云是公共云和私有云的混合。具體地說(shuō)，云提供商要供給、管理和維護(hù)所有的軟硬件資源，私有云擁有公共云不可相比的安全性，私有云和公共云之間的交互比較復(fù)雜。

    VMM(虛擬機(jī)監(jiān)視器)模型。虛擬化可以在計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)的各個(gè)抽象層實(shí)現(xiàn)，虛擬化概念是IBM最先提出的，VM是虛擬化的基本單元，它是構(gòu)建虛擬化環(huán)境的基礎(chǔ)平臺(tái)。虛擬化的實(shí)質(zhì)就是將底層資源進(jìn)行分區(qū)，一個(gè)VM由與物理機(jī)相對(duì)應(yīng)的虛擬硬件組成，根據(jù)計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)將虛擬化系統(tǒng)分為指令級(jí)虛擬化、硬件級(jí)虛擬化、操作系統(tǒng)級(jí)虛擬化、編程語(yǔ)言級(jí)虛擬化和程序庫(kù)級(jí)虛擬化。VMM是虛擬化的主要技術(shù)軟件，根據(jù)VMM的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可分為：宿主機(jī)模式，它作為一個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行在宿主機(jī)的操作系統(tǒng)之上，宿主機(jī)模式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠利用現(xiàn)有宿主機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。其缺點(diǎn)是VM的資源受宿主機(jī)操作系統(tǒng)的控制，必須要經(jīng)過(guò)VMM層才能訪問(wèn)硬件；獨(dú)立監(jiān)視器模式。其VMM通常是一個(gè)精簡(jiǎn)的操作系統(tǒng)，VMM能夠完全地控制硬件，對(duì)資源的虛擬化的效率較高。缺點(diǎn)是需要提供各種硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)；混合虛擬化繼承了以上兩種模式的優(yōu)點(diǎn)，虛擬化效率較高。

    1．2虛擬化技術(shù)

    CPU的虛擬化是VMM進(jìn)行硬件虛擬化時(shí)最重要的環(huán)節(jié)。其中全虛擬化是一種完全模擬所有硬件設(shè)備的虛擬化模式；半虛擬化又叫做操作系統(tǒng)協(xié)助虛擬化，在在VMM自上的Guest0S中修改內(nèi)核；硬件虛擬化把純軟件虛擬化技術(shù)的各項(xiàng)功能用硬件電路實(shí)現(xiàn)，硬件虛擬化提供全新的架構(gòu)，VMM可以使用的指令集可以很大程度上提高性能，它支持操作系統(tǒng)直接在上面運(yùn)行，需要CPU、主板、芯片組、BIOS和軟件的支持。

    1.3 Excalibur體系結(jié)構(gòu)

    Exealibur是以實(shí)現(xiàn)將物理資源與虛擬資源統(tǒng)一管理起來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)為目的，提供基于Web的企業(yè)云的構(gòu)建、管理和維護(hù)。支持整個(gè)企業(yè)的資源請(qǐng)求，幫助企業(yè)降低成本，更好地利用資產(chǎn)，自動(dòng)的分配、管理和維護(hù)資源，更好地利用資產(chǎn)，提高反應(yīng)能力，提高虛擬環(huán)境與物理環(huán)境的資源利用率，對(duì)用戶(hù)的虛擬環(huán)境和物理環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一管理，提高IT生產(chǎn)率和對(duì)業(yè)務(wù)服務(wù)響應(yīng)的水平。

    Excalibur包括基本功能模塊：Cloud GU，是基于Web的圖形化控制臺(tái)；ICM(服務(wù)管理)，對(duì)各種服務(wù)進(jìn)行管理；CES(基礎(chǔ)集群資源管理)，是對(duì)云平臺(tái)最底層的主機(jī)資源進(jìn)行管理；PVMO(物理機(jī)一虛擬機(jī)管理)，它對(duì)虛擬機(jī)的整個(gè)生命周期進(jìn)行管理。

    采用Web GUI界面，Excalibur GUI針對(duì)不同權(quán)限的用戶(hù)，管理員和用戶(hù)可以在任何地方通過(guò)Web管理，提供三種不同的交互界面，訪問(wèn)云平臺(tái)。其中管理員GUI界面進(jìn)行用戶(hù)管理、包賬戶(hù)管理和云平臺(tái)狀況管理。為用戶(hù)定義需要的機(jī)器內(nèi)型，s為云計(jì)算平臺(tái)中所有的物理機(jī)和虛擬機(jī)服務(wù)器的管理，管理所有的根據(jù)Definition創(chuàng)建出來(lái)的實(shí)例。

    ICM模塊提供對(duì)云計(jì)算中所有服務(wù)的管理，資源調(diào)度底層采用提供虛擬化及自動(dòng)化功能的CES管理，建立在開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)及架構(gòu)之上，將不同的虛擬機(jī)服務(wù)器組成多個(gè)資源池，可支持對(duì)所有應(yīng)用和資源的有效管理。

    PVMO將物理資源與虛擬資源統(tǒng)一進(jìn)行管理。實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)架構(gòu)的管理，只能安裝的虛擬機(jī)的主機(jī)上，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)集群進(jìn)行管理。

2 Excalibur對(duì)虛擬化容器的支持

    PVMO Manager是對(duì)虛擬機(jī)和物理機(jī)進(jìn)行管理的核心部分。PVMO Agent是作為EGO的服務(wù)節(jié)點(diǎn)被其管理。運(yùn)行在Service節(jié)點(diǎn)上，執(zhí)行監(jiān)聽(tīng)與PVMO Manager的通信端口，與虛擬機(jī)平臺(tái)進(jìn)行集成，擁有對(duì)資源池進(jìn)行管理的虛擬化平臺(tái)，進(jìn)行管理、分配資源等虛擬機(jī)的基本操作。

    XDR是SunSoft的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境的一種功能。它的功能主要是解決不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)編碼格式的不同，通過(guò)獲取資源信息并對(duì)資源進(jìn)行調(diào)度，使用XDR的應(yīng)用程序，獲取資源信息并對(duì)資源進(jìn)行調(diào)度。

    PVMO Master是用Java來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中的模塊負(fù)責(zé)策略的定義，負(fù)責(zé)角色的管理、注冊(cè)與認(rèn)證，負(fù)責(zé)資源調(diào)度框架的管理，負(fù)責(zé)高可用性的管理與實(shí)現(xiàn)。VMMgr實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)操作的封裝，負(fù)責(zé)集群的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理機(jī)操作的封裝，針對(duì)不同Agent的操作調(diào)用。

    具體的虛擬資源請(qǐng)求流程：首先接受上層管理模塊傳送過(guò)來(lái)的請(qǐng)求，在映射表中查到要求代理執(zhí)行操作的編號(hào)，創(chuàng)建對(duì)象用來(lái)接收Agent執(zhí)行的返回結(jié)果，并將請(qǐng)求數(shù)據(jù)發(fā)送給Agent，并根據(jù)不同的虛擬機(jī)容器執(zhí)行相應(yīng)的操作，對(duì)于阻塞型的操作進(jìn)行處理，對(duì)于非阻塞的事件由監(jiān)聽(tīng)進(jìn)程完成。

3 Excalibur資源調(diào)度框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    策略是一些可以用來(lái)改變系統(tǒng)行為的信息，資源調(diào)度策略是資源管理系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)，云計(jì)算需要管理的資源更加多樣化。本系統(tǒng)采用資源分組策略來(lái)對(duì)資源進(jìn)行管理，在同一個(gè)資源池中根據(jù)資源的功能屬性對(duì)資源的調(diào)度可采用成熟的網(wǎng)格計(jì)算，在缺省情況下增加了云計(jì)算系統(tǒng)的可靠性，滿(mǎn)足云計(jì)算對(duì)資源管理的需求，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

    對(duì)于物理資源的管理，對(duì)物理機(jī)的調(diào)度具體體現(xiàn)為從所有機(jī)器列表中選出符合用戶(hù)需求的機(jī)器，系統(tǒng)共享存儲(chǔ)為共享網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，虛擬機(jī)文件將被保存在共享存儲(chǔ)區(qū)，采用各種策略提供資源利用率的基礎(chǔ)條件，很方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。

    虛擬機(jī)的調(diào)度比較復(fù)雜，根據(jù)VMM產(chǎn)品的不同，進(jìn)行VM創(chuàng)建策略設(shè)計(jì)。虛擬機(jī)創(chuàng)建只使用創(chuàng)建的主節(jié)點(diǎn)磁盤(pán)和網(wǎng)絡(luò)帶寬，通過(guò)這種方法，略保證了網(wǎng)絡(luò)和磁盤(pán)被所有節(jié)點(diǎn)平均使用。VM啟動(dòng)策略設(shè)計(jì)是將虛擬機(jī)啟動(dòng)到合適的機(jī)器上，資源組必須是激活狀態(tài)，使得資源池中的資源得到合理的利用。系統(tǒng)提供三種基本策略來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)基本需求，其是所涉及的UT策略以均衡資源池中物理節(jié)點(diǎn)利用率為目標(biāo)，Striping以物理內(nèi)存可用數(shù)最多物理節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)，Packing策略是以將負(fù)載集中，釋放其他節(jié)點(diǎn)資源。

    虛擬機(jī)遷移可以有效均衡虛擬機(jī)服務(wù)器的負(fù)載，共享存儲(chǔ)是虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移的基礎(chǔ)。它包括靜態(tài)遷移和動(dòng)態(tài)遷移�？梢圆恢袛嗵摂M機(jī)上的業(yè)務(wù)，實(shí)時(shí)的監(jiān)控所有的虛擬機(jī)服務(wù)器，確保調(diào)整負(fù)載工作的公平原則，整個(gè)過(guò)程結(jié)束后，虛擬機(jī)釋放原節(jié)點(diǎn)的資源。

    資源調(diào)度框架測(cè)試通過(guò)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)，虛擬化技術(shù)為實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程提供了有力的保證，但需要我們注意的是，節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載均衡需要虛擬機(jī)遷移技術(shù)的支持。經(jīng)過(guò)測(cè)試，對(duì)虛擬資源調(diào)度管理模塊功能基本實(shí)現(xiàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

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