一种兼容式云操作平台及其实现方法

1.一种兼容式云操作平台，其特征在于：包括同用户终端相连接的管理服务器集群(1)，所述的管理服务器集群(1)通过网络线缆经由局域网或者互联网(9)同管理信息存储服务器集群(2)以及代理服务器集群(3)相连接；所述的存储服务器集群(2)包括有两个以上含有代理服务器集群(3)信息和用户终端信息的管理信息存储服务器(4)组成；所述代理服务器集群(3)包括一个以上的根据地域信息划分的数据中心(5)，每一个数据中心(5)包括一个以上的根据配置信息划分的数据节点(6)，每一个数据节点(6)包括一个以上的根据用途信息划分的代理服务器组(7)，每一个服务器组(7)包括一个以上的代理服务器(8)；代理服务器集群(3)还同数据存储服务器组相连接；
所述数据存储服务器组包括主存储服务器组(10)和辅存储服务器组(11)，主存储服务器组(10)包含有一个以上的主存储服务器(12)，辅存储服务器组(11)包含有一个以上的辅存储服务器(13)；
所述的管理服务器集群(1)即为兼容式云操作平台的管理节点，代理服务器集群(3)即为兼容式云操作平台的代理节点或者计算节点；
兼容式云操作平台的虚拟机实现过程如下：
步骤1：用户终端通过向管理服务器集群(1)中指定的管理服务器发送带有注册信息的注册指令，管理服务器集群(1)中指定的管理服务器将注册信息发送到存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)并将该注册信息存储在管理信息存储服务器(4)内部设定的数据存储空间；
步骤2：代理服务器集群(3)中的所有代理服务器(8)向管理服务器集群(1)中指定的管理服务器发送带有配置信息的注册指令，管理服务器集群(1)中指定的管理服务器将配置信息发送到存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)上，管理信息存储服务器(4)将该配置信息存储在其内部设定的数据存储空间，使该配置信息对应的代理服务器与指定的管理服务器建立永久的网连接；
步骤3：用户终端向指定的管理服务器发送虚拟机模板或虚拟机镜像上传指令，指定的管理服务器同辅存储服务器组(11)内指定的辅存储服务器(13)建立网络连接，指定的管理服务器将用户要上传的虚拟机模板或虚拟机镜像通过网络连接上传到辅存储服务器组(11)内指定的辅存储服务器(13)中；
步骤4：用户终端向指定的管理服务器发送建立虚拟机的资源申请指令，指定的管理服务器解析该建立虚拟机的资源申请指令得到用户终端的用户信息和资源申请信息，指定的管理服务器根据解析得到的资源申请信息，封装一个查询指令，指定的管理服务器将该查询指令发送给存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)，指定的管理信息存储服务器(4)执行该查询指令，向指定的管理服务器返回能够满足建立虚拟机的资源申请指令要求的代理服务器集群(3)中的任意一个代理服务器(8)作为选定的代理服务器，指定的管理服务器同该选定的代理服务器建立网络连接；指定的管理服务器将该建立虚拟机的资源申请指令发送给选定的代理服务器中执行，完成了虚拟机的创建，并将虚拟机的创建的结果信息发送回指定的管理服务器，指定的管理服务器将该虚拟机的创建的结果信息存入指定的管理信息存储服务器(4)，并将该虚拟机的创建的结果信息传送给用户终端。
2.一种权利要求1所述的兼容式云操作平台的实现方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：首先启动兼容式云操作平台，同兼容式云操作平台相连接的用户终端通过向管理服务器集群(1)中指定的管理服务器发送带有注册信息的注册指令，管理服务器集群(1)中指定的管理服务器进行该注册指令的处理，针对注册指令的处理包括将注册信息发送到存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)上，管理信息存储服务器(4)将该注册信息存储在其内部设定的数据存储空间；
步骤2：兼容式云操作平台相连接的代理服务器集群(3)中的所有代理服务器(8)向管理服务器集群(1)中指定的管理服务器发送带有配置信息的注册指令，管理服务器集群(1)中指定的管理服务器进行该注册指令的处理，针对注册指令的处理包括将配置信息发送到存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)上，管理信息存储服务器(4)将该配置信息存储在其内部设定的数据存储空间，使该配置信息对应的代理服务器与指定的管理服务器建立永久的网连接；
步骤3：用户终端向指定的管理服务器发送虚拟机模板或虚拟机镜像上传指令，指定的管理服务器同辅存储服务器组(11)内指定的辅存储服务器(13)建立网络连接，指定的管理服务器将用户要上传的虚拟机模板或虚拟机镜像通过网络连接上传到辅存储服务器组(11)内指定的辅存储服务器(13)中；
步骤4：用户终端向指定的管理服务器发送建立虚拟机的资源申请指令，指定的管理服务器解析该建立虚拟机的资源申请指令得到用户终端的用户信息和资源申请信息，指定的管理服务器根据解析得到的资源申请信息，封装一个查询指令，指定的管理服务器将该查询指令发送给存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)，指定的管理信息存储服务器(4)执行该查询指令，执行该查询指令的结果是向指定的管理服务器返回能够满足建立虚拟机的资源申请指令要求的代理服务器集群(3)中的任意一个代理服务器(8)作为选定的代理服务器，指定的管理服务器同该选定的代理服务器建立网络连接；
然后指定的管理服务器将该建立虚拟机的资源申请指令发送给选定的代理服务器中执行，即选定的代理服务器分配自身的CPU、内存、网络资源以及主存储服务器组(10)中指定的主存储器(12)的存储资源以满足建立虚拟机的资源申请指令的需求，然后根据指定的辅存储服务器(13)中存储的虚拟机模板或虚拟机镜像，由此完成了虚拟机的创建，并将虚拟机的创建的结果信息发送回指定的管理服务器，指定的管理服务器将该虚拟机的创建的结果信息存入指定的管理信息存储服务器(4)，并将该虚拟机的创建的结果信息传送给用户终端。
3.根据权利要求2所述的兼容式云操作平台的实现方法，其特征在于：所述步骤3中，用户终端向指定的管理服务器发送虚拟机模板或虚拟机镜像上传指令,指定的管理服务器解析该虚拟机模板或虚拟机镜像上传指令得到用户终端的用户信息,然后将该用户信息封装成为查询指令,接着将该查询指令向存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)发送,所述的指定的管理信息存储服务器(4)在接收到了查询指令后执行该指令得到查询结果,并将查询结果返回指定的管理服务器,指定的管理服务器接收到查询结果后,将该查询结果同用户终端的用户信息进行比较,判断是否具有操作权限；如果有操作权限,则指定的管理服务器同辅存储服务器组(11)内指定的辅存储服务器(13)建立网络连接，指定的管理服务器将用户要上传的虚拟机模板或虚拟机镜像通过网络连接上传到辅存储服务器组(11)内指定的辅存储服务器(13)中；如果没有操作权限，指定的管理服务器向用户终端发送无操作权限信息。
4.根据权利要求2所述的兼容式云操作平台的实现方法，其特征在于：所述步骤4中，用户终端向指定的管理服务器发送建立虚拟机的资源申请指令,指定的管理服务器解析该建立虚拟机的资源申请指令得到用户终端的用户信息和资源申请信息,然后将该用户信息封装成为查询指令,接着将该查询指令向存储服务器集群(2)内指定的管理信息存储服务器(4)发送,所述的指定的管理信息存储服务器(4)在接收到了查询指令后执行该指令得到查询结果,并将查询结果返回指定的管理服务器,指定的管理服务器接收到查询结果后,将该查询结果同用户终端的用户信息进行比较,判断是否具有操作权限；
如果有操作权限，则指定的管理服务器根据解析得到的资源申请信息，继续执行后面操作，指定的管理信息存储服务器(4)向指定的管理服务器返回能够满足建立虚拟机的资源申请指令要求的代理服务器集群(3)中的任意一个代理服务器(8)作为选定的代理服务器，指定的管理服务器同该选定的代理服务器建立网络连接；然后指定的管理服务器将该建立虚拟机的资源申请指令发送给选定的代理服务器中执行，完成虚拟机的创建，并将虚拟机创建的结果信息发送回指定的管理服务器，指定的管理服务器将该虚拟机的创建的结果信息存入指定的管理信息存储服务器(4)，并将该虚拟机创建的结果信息传送给用户终端；
如果没有操作权限，指定的管理服务器向用户终端发送无操作权限信息。
5.根据权利要求2所述的兼容式云操作平台的实现方法，其特征在于：在步骤4中从代理服务器集群(3)中选择一个代理服务器(8)作为选定的代理服务器的过程是通过以下几种调度策略中的一种或多种实现的，具体包括以下几种调度策略：
(1)主机标签优先策略
在创建虚拟机时根据用户选择的相应计算方案，计算方案里规定了虚拟机的内存和CPU的大小，但是如果该计算方案里设置有主机标签，则规定用该计算方案创建的虚拟机需要运行在与该计算方案的标签一致的代理服务器上，如果该代理服务器资源不足，则向用户返回资源不足的响应，不能成功创建虚拟机；
(2)资源利用最大化策略
设X为某个代理服务器的可用内存(单位：M)，Y为某个代理服务器的可用CPU(单位：
MHz)，Me为某个代理服务器的总内存(单位：M)，m为某个代理服务器的内存利用率，n为某个代理服务器的CPU利用率，coreN为某个代理服务器的核心数，speedN为某个代理服务器的主频(单位：MHz)，则：
X＝Me*(1-m)；
Y＝coreN*speedN*(1-n)；
设计算方案中要求的内存大小为UMe，CPU的核心数为coreU，CPU主频为speedU，则选择代理服务器的要求是：
coreUcoreU*speedUUMe根据以上三个要求查询代理服务器集群后返回一个结果集，如果该结果集小于1，则返回给用户终端资源不足无法创建虚拟机的响应；如果结果集等于1则将创建虚拟机的请求转发给该代理服务器去完成虚拟机的创建；如果结果集大于1则要根据资源利用率最大化策略进行代理服务器的选择，即按照m+n的大小对结果集中的代理服务器进行排序，选择m+n值最大的代理服务器作为创建虚拟机的宿主机；
(3)CPU和内存均衡策略
设X为某个代理服务器的可用内存(单位：M)，Y为某个代理服务器的可用CPU(单位：
MHz)，Me为某个代理服务器的总内存(单位：M)，m为某个代理服务器的内存利用率，n为某个代理服务器的CPU利用率，coreN为某个代理服务器的核心数，speedN为某个代理服务器的主频(单位：MHz)，则：
X＝Me*(1-m)；
Y＝coreN*speedN*(1-n)；
设计算方案中要求的内存大小为UMe，CPU的核心数为coreU，CPU主频为speedU，则选择代理服务器的要求是：
coreUcoreU*speedUUMe同样根据以上三个要求去查询代理服务器集群会返回一个结果集，如果结果集小于1，则返回给用户终端资源不足无法创建虚拟机的响应；如果结果集等于1则将创建虚拟机的请求转发给该代理服务器去完成虚拟机的创建；如果结果集大于1则根据CPU和内存均衡策略进行代理服务器的选择，具体做法如下：
设：Q＝(coreU*speedU)/Ume*100％；
P＝X*(1-Q)+Y*Q
将结果集中所有代理服务器的P值按照从大到小排序，选择其中P值最大的代理服务器作为创建虚拟机的宿主机。

一种兼容式云操作平台及其实现方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于云计算基础设施即服务和虚拟化技术领域，具体涉及一种兼容式云操作平台及其实现方法。\n背景技术\n[0002] 虚拟化技术能将计算机的硬件资源(包括CPU、RAM、硬盘和网络控制器)虚拟化成资源池，以创建功能齐全、可像“真实”计算机一样运行其自身操作系统和应用的虚拟机，每个虚拟机都包含一套完整的系统，因而不会有潜在冲突。虚拟化的工作原理是，直接在计算机硬件或主机操作平台上面插入一个精简的功能化模块，该功能化模块包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟机监视器，不同的操作平台可以同时运行在单台物理机上，彼此之间共享硬件资源。由于是将整台计算机(包括CPU、内存、操作系统和网络设备)封装起来，因此虚拟机可与所有标准的x86操作平台、应用模块和设备驱动器完全兼容。可以同时在单台计算机上安全运行多个操作平台和应用模块，每个操作平台和应用模块都可以在需要时使用其所需的资源。\n[0003] 而针对现有的虚拟机技术的云操作平台大都实现了物理机的虚拟化和云管理，但也普遍存在有以下缺点：\n[0004] 1.大多支持单一的虚拟化管理模块或者多种虚拟化管理模块不能共存；\n[0005] 2.单一物理节点管理或者多物理节点管理不能满足高可用性；\n[0006] 3.不支持虚拟机应用一键部署；\n[0007] 4.不支持虚拟机资源监控和虚拟机应用监控；\n[0008] 5.不支持虚拟机与物理机同时管理。\n发明内容\n[0009] 本发明目的在于提供一种兼容式云操作平台及其实现方法，解决现有技术中的管理模块不能共存、不能满足高可用性、不支持虚拟机应用一键部署、不支持虚拟机资源监控和虚拟机应用监控以及不支持虚拟机与物理机同时管理的缺陷。\n[0010] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：\n[0011] 一种兼容式云操作平台，包括同用户终端相连接的管理服务器集群，所述的管理服务器集群通过网络线缆经由局域网或者互联网同管理信息存储服务器集群以及代理服务器集群相连接；所述的存储服务器集群包括有两个以上含有代理服务器集群信息和用户终端信息的管理信息存储服务器组成；所述代理服务器集群包括一个以上的根据地域信息划分的数据中心，每一个数据中心包括一个以上的根据配置信息划分的数据节点，每一个数据节点包括一个以上的根据用途信息划分的代理服务器组，每一个服务器组包括一个以上的代理服务器；代理服务器集群还同数据存储服务器组相连接；所述数据存储服务器组包括主存储服务器组和辅存储服务器组，主存储服务器组包含有一个以上的主存储服务器，辅存储服务器组包含有一个以上的辅存储服务器；所述的管理服务器集群即为兼容式云操作平台的管理节点，代理服务器集群即为兼容式云操作平台的代理节点或者计算节点。\n[0012] 一种兼容式云操作平台的实现方法，包括以下步骤：\n[0013] 步骤1：首先启动兼容式云操作平台，同兼容式云操作平台相连接的用户终端通过向管理服务器集群中指定的管理服务器发送带有注册信息的注册指令，管理服务器集群中指定的管理服务器进行该注册指令的处理，针对注册指令的处理包括将注册信息发送到存储服务器集群内指定的管理信息存储服务器上，管理信息存储服务器将该注册信息存储在其内部设定的数据存储空间；\n[0014] 步骤2：兼容式云操作平台相连接的代理服务器集群中的所有代理服务器向管理服务器集群中指定的管理服务器发送带有配置信息的注册指令，管理服务器集群中指定的管理服务器进行该注册指令的处理，针对注册指令的处理包括将配置信息发送到存储服务器集群内指定的管理信息存储服务器上，管理信息存储服务器将该配置信息存储在其内部设定的数据存储空间，使其与指定的管理服务器建立永久的网络连接；\n[0015] 步骤3：用户终端向指定的管理服务器发送虚拟机模板或虚拟机镜像上传指令，指定的管理服务器同辅存储服务器组内指定的辅存储服务器建立网络连接，指定的管理服务器将用户要上传的虚拟机模板或虚拟机镜像通过网络连接上传到辅存储服务器组内指定的辅存储服务器中；\n[0016] 步骤4：用户终端向指定的管理服务器发送建立虚拟机的资源申请指令，指定的管理服务器解析该建立虚拟机的资源申请指令得到用户终端的用户信息和资源申请信息，指定的管理服务器根据解析得到的资源申请信息，封装一个查询指令，指定的管理服务器将该查询指令发送给存储服务器集群内指定的管理信息存储服务器，指定的管理信息存储服务器执行该查询指令，执行该查询指令的结果是向指定的管理服务器返回能够满足建立虚拟机的资源申请指令要求的代理服务器集群中的任意一个代理服务器作为选定的代理服务器，指定的管理服务器同该选定的代理服务器建立网络连接；\n[0017] 然后指定的管理服务器将该建立虚拟机的资源申请指令发送给选定的代理服务器中执行，即选定的代理服务器分配自身的CPU、内存、网络资源以及主存储服务器组中指定的主存储器的存储资源以满足建立虚拟机的资源申请指令的需求，然后根据指定的辅存储服务器中存储的虚拟机模板或虚拟机镜像，由此完成了虚拟机的创建，并将虚拟机的创建的结果信息发送回指定的管理服务器，指定的管理服务器将该虚拟机的创建的结果信息存入指定的管理信息存储服务器，并将该虚拟机的创建的结果信息传送给用户终端。\n[0018] 所述步骤3中，用户终端向指定的管理服务器发送虚拟机模板或虚拟机镜像上传指令,指定的管理服务器解析该虚拟机模板或虚拟机镜像上传指令得到用户终端的用户信息,然后将该用户信息封装成为查询指令,接着将该查询指令向存储服务器集群内指定的管理信息存储服务器发送,所述的指定的管理信息存储服务器在接收到了查询指令后执行该指令得到查询结果,并将查询结果返回指定的管理服务器,指定的管理服务器接收到查询结果后,将该查询结果同用户终端的用户信息进行比较,判断是否具有操作权限；如果有操作权限,则指定的管理服务器同辅存储服务器组内指定的辅存储服务器建立网络连接，指定的管理服务器将用户要上传的虚拟机模板或虚拟机镜像通过网络连接上传到辅存储服务器组内指定的辅存储服务器中；如果没有操作权限，指定的管理服务器向用户终端发送无操作权限信息。\n[0019] 所述步骤4中，用户终端向指定的管理服务器发送建立虚拟机的资源申请指令,指定的管理服务器解析该建立虚拟机的资源申请指令得到用户终端的用户信息和资源申请信息,然后将该用户信息封装成为查询指令,接着将该查询指令向存储服务器集群内指定的管理信息存储服务器发送,所述的指定的管理信息存储服务器在接收到了查询指令后执行该指令得到查询结果,并将查询结果返回指定的管理服务器,指定的管理服务器接收到查询结果后,将该查询结果同用户终端的用户信息进行比较,判断是否具有操作权限；如果有操作权限，则指定的管理服务器根据解析得到的资源申请信息，继续执行后面操作；如果没有操作权限，指定的管理服务器向用户终端发送无操作权限信息。\n[0020] 在步骤4中从代理服务器集群中选择一个代理服务器作为选定的代理服务器的过程是通过以下几种调度策略中的一种或多种实现的，具体包括以下几种调度策略：\n[0021] (1)主机标签优先策略\n[0022] 在创建虚拟机的时根据用户选择的相应计算方案，计算方案里规定了虚拟机的内存和CPU的大小，但是如果该计算方案里设置有主机标签，则规定用该计算方案创建的虚拟机需要运行在与该计算方案的标签一致的代理服务器上，如果该代理服务器资源不足，则向用户返回资源不足的响应，不能成功创建虚拟机；\n[0023] (2)资源利用最大化策略\n[0024] 设X为某个代理服务器的可用内存(单位：M)，Y为某个代理服务器的可用CPU(单位：MHz)，Me为某个代理服务器的总内存(单位：M)，m为某个代理服务器的内存利用率，n为某个代理服务器的CPU利用率，coreN为某个代理服务器的核心数，speedN为某个代理服务器的主频(单位：MHz)，则：\n[0025] X＝Me*(1-m)；\n[0026] Y＝coreN*speedN*(1-n)；\n[0027] 设计算方案中要求的内存大小为UMe，CPU的核心数为coreU，CPU主频为speedU，则选择代理服务器的要求是：\n[0028] coreU