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1NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering云资源共享系统--企业虚拟化平台和资源调度解决方案2NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering简介{是什么z资源共享系统z用户可以远程访问各种计算资源{目标z用户拥有计算资源(在使用时间内）z通过虚拟化等技术共享计算资源，提供资料利用效率z提供用户定制的计算环境，方便各种不同应用z方便用户使用（7×24）3NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering动机（1）–远程共享{远程共享-我们如何将软件远程提供给用户使用？{软件限制：厂家版权，必须在企业内的硬件上运行才能享受免费或优惠4NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering动机（2）-改变传统模式为远程互动共享传统的企业的IT实验室/楼非常重要，但它们在变化。。。{传统IT实验室z无数行/排的机器z单机运行多个应用任务z缺少多个软件版本z更新软件版本需要很长时间{协作的学习空间z灵活：转变一定要面对面交流的方式（使用硬件）z充分利用用户所有的硬件资源{获取更多的使用时间（除传统规定的使用时间外）z提供空闲的机器资源给远程用户7*24小时使用5NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering动机（3）-资源共享/用户定制使用环境{资源共享-Unix“dial-up”服务器orWindows终端服务器群z勉强可以—对于有限数量的用户使用有限的操作z问题在于—对于有特殊需求（例如并行计算，海量信息处理等），缺少root/admin权限；不能支持大规模应用{用户定制计算环境z以前的技术—不能创建独特的计算环境，或不能提供集中的带根权限的技术支持，例如linuxApache,PHP服务器z通过云计算资源共享技术：用户可以创建这些计算服务环境，并且可以保存为镜像，方便后来再使用z可以灵活地在传统服务器上创建多种平台的的虚拟机z可以灵活地在传统服务器上创建多种平台的集群(Hadoop等）6NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering动机（4）-支持连续的更长的资源使用时间{云计算共享资源：是一种创新的通过远程共享，提升计算资源使用时间，同时满足研究人员和员工使用。{支持一种硬件多种使用目的-在线按需分配使用，专门化使用，支持虚拟机hyperviser(VMware,KVM,Xen,etc){支持在同一或多个跨地域的数据中心的资源动态分配和共享{可以通过虚拟桌面系统，实现一定程度上的企业信息保密WebInterface调度器调度信息系统管理节点机构#1的服务器管理节点服务器分布式数据中心互联网管理节点服务器分布式数据中心A应用镜像库机构#2的服务器WebInterface调度器调度信息系统远程调度云计算资源共享模式:Anytime,AnywhereOnDemandComputing8NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering网络门户：http:用户数据库管理节点#N管理节点#1管理节点#2各个实验中心/实验室刀片服务器刀片服务器镜像库镜像库云计算资源共享系统基础架构9NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构{网络服务器-LinuxHost,RHELzApachezPHP{数据库-LinuxHost,RHELzMYSQL，PostSQL{管理节点-LinuxHost,RHELWebFrontendDatabaseBladecenterManagementNodeImageLibrary10NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（1）-WebportalWebserver–管理接口(cont’d)z资源管理{增删改查资源{创建新的镜像{检查资源状态{管理用户组WebFrontendDatabaseBladecenterManagementNodeImageLibrary11NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（2）–数据库系统Database-Linux,PostSQL{存储并管理多个表格z管理级信息z需求变化日志z计算资源-计算资源信息z镜像-镜像信息z镜像修改–修改控制z管理节点-管理信息和日志等z用户请求-记录z用户–用户信息WebFrontendDatabaseBladecenterManagementNodeImageLibrary12NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（2）–数据库系统-主要实体关系CloudDataCenterIDLocationSizeScheduleDomain_IDDCServerIPPClusterClusterIDClusterDescripterServerIDNumsOfServersManagementNodeIPClusterNetClusterBandWidthIPSectionScheduleDomain_IDClusterCUClusterMemPM*PMIDLocationVMNumOSCUCPUTypeCPUNumCPUKernelCPUUtilizationCPUMaxUtiliza...CPUVCPUAllocateMemMemSpeedMemUtilizationMemMaxUtiliz...SecurityGroup*SecurityGroupIDSecureGroupNumPMIDIPSectionScheduleDomain_IDStorageStorageIDTotalCapacityDistributionUtilizationCapacityDistributionCapacityUtilizationPerformanceDistri...LocationStorageMediaWRSpeedOrganizationVClusterVClusterIDVClusterDescripterVServerIDVNumsOfServersVManagementNodeIPVClusterNetVClusterBandWidthIPSectionScheduleDomain_IDClusterIDStartTimeEndTimeUserIDVMImage*VMImageIDVCPUTypeVCPUNumVCPUKernelVCPUVMemVDiskVOSVApplicationScheduleDomain*ScheduleDomain_IDScheduleDomain_P...LocationIDIPSectionScheduleDomain_P...ScheduleDomain_St...ScheduleDomain_Po...SDServerIPVM*VMIDVMImageIDVMImageDiskIDServerIDVmemVMemUtilizationVMemInitializa...VMemIncrementVMemTypeVDiskTypeVCPUTypeVCPUNumVCPUKernelVCPUVCPUUtilizationVDiskVDiskInitializat13NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（3）-调度管理节点管理节点{状态驱动z新建用户-立即使用用户管理z预订用户-z正在使用-监控用户链接，提醒用户结束时间，用户下线后重新获得资源z到时重启-z镜像预定–z镜像管理-z预装资源-为预订用户预装虚拟机z资源重载-依据用户需求重新安装虚拟机z。。。WebFrontendDatabaseBladecenterManagementNodeImageLibrary14NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（3）-调度器体系架构15NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（3）-调度器主要流程{1).用户请求：用户通过Internet（比如登录云服务商的主页）发起请求；{2).调度管理：调度中心依据用户的身份特征（比如地理位置等）和请求的业务特征（数量和质量要求），找到资源中心中的合适资源—这需要一个算法对比不同的数据中心的资源，找到满足总体优化目标函数的资源；{3).反馈信息：将拟调度的结果反馈给用户；{4).执行调度：执行调度结果（输出调度任务步骤给下一级，例如部署管理子系统）；{5).更新优化：调度执行后，各调度域和调度中心在后台同时执行优化操作，将不同数据中心的资源按照优化目标函数和空闲及配置等信息排序。16NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（3）-调度器主要功能模块以及与其它系统的交互17NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（3）-调度器主要功能模块{用户申请在线{超级调度中心管理模块{调度域模块{核心调度算法模块{调度执行模块18NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（3）-调度域管理19NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering基础架构（3）-分布式多调度域20NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineeringDemo21NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering单机资源–（1）在线用户申请(a)立即使用(b)预定用户22NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering单机资源–（2）超级调度中心管理23NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering集群资源--（1）24NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering集群资源(2)25NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering集群资源（3）26NCStateUniversityInformationTechnologyDivisionCollegeofEngineering集群