在物理系统中创建虚拟机的方法和装置

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，更具体地，涉及一种在物理系统中创建虚拟机的方法、装置、计算机系统和计算机可读存储介质。

背景技术

在基于kvm(基于内核技术的虚拟机)-qemu(虚拟机模拟器)技术创建的虚拟机系统中，对于每一个虚拟机实例就会运行一个qemu进程。对于不同CPU规格配置的虚拟机，qemu内部会创建同等规格数量的线程来模拟虚拟机的VCPU(虚拟CPU)。

对于现有的多核平台，通常情况下虚拟机对应的qemu的VCPU线程会共用物理CPU的资源，电就是说qemu的VCPU线程会被操作系统调度在随机的物理CPU的不同核上，与其他业务进程竞争CPU资源。然而，这种竞争会引起CPU上下文频繁切换，导致内存频繁换进换出，降低了虚拟机的整体性能。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种在物理系统中创建虚拟机的方法和装置。

本公开的一个方面提供了一种在物理系统中创建虚拟机的方法，所述物理系统包括多个物理节点，所述多个物理节点中的每个物理节点包括多个处理资源，所述方法包括：接收用于创建虚拟机的创建请求，所述创建请求中包括所述虚拟机的配置信息，获取所述每个物理节点的处理资源的分配信息，基于所述分配信息和所述配置信息，确定与所述虚拟机对应的目标物理节点，以及在所述目标物理节点上创建所述虚拟机。

根据本公开的实施例，所述方法还包括：基于所述分配信息和所述配置信息，确定与所述虚拟机对应的所述目标物理节点中的目标处理资源，将所述虚拟机与目标处理资源进行绑定。

根据本公开的实施例，所述方法还包括：在所述目标物理节点上已经通过共享绑定的方式绑定了其他虚拟机的情况下，将所述其他虚拟机迁移到所述目标物理节点中的其他非独占绑定的处理资源上。

根据本公开的实施例，所述配置信息包括：所述虚拟机需要占用N个处理资源以及与N个处理资源独占绑定，其中，N为大于1的整数。所述目标物理节点中的多个处理资源中至少存在M个处理资源分配为非独占绑定处理资源，其中，M为大于等于N的整数。

根据本公开的实施例，在所述M个处理资源中存在至少一个处理资源处于共享绑定状态的情况下，所述M大于N。

本公开的另一个方面提供了一种在物理系统中创建虚拟机的装置，所述物理系统包括多个物理节点，所述多个物理节点中的每个物理节点包括多个处理资源，所述装置包括接收模块、获取模块、第一确定模块和创建模块。其中，接收模块用于接收用于创建虚拟机的创建请求，所述创建请求中包括所述虚拟机的配置信息。获取模块用于获取所述每个物理节点的处理资源的分配信息。第一确定模块用于基于所述分配信息和所述配置信息，确定与所述虚拟机对应的目标物理节点。创建模块用于在所述目标物理节点上创建所述虚拟机。

根据本公开的实施例，所述装置还包括第二确定模块和绑定模块。第二确定模块用于基于所述分配信息和所述配置信息，确定与所述虚拟机对应的所述目标物理节点中的目标处理资源。绑定模块用于将所述虚拟机与目标处理资源进行绑定。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：迁移模块，用于在所述目标物理节点上已经通过共享绑定的方式绑定了其他虚拟机的情况下，将所述其他虚拟机迁移到所述目标物理节点中的其他非独占绑定的处理资源上。

根据本公开的实施例，所述配置信息包括：所述虚拟机需要占用N个处理资源以及与N个处理资源独占绑定，其中，N为大于1的整数。所述目标物理节点中的多个处理资源中至少存在M个处理资源分配为非独占绑定处理资源，其中，M为大于等于N的整数。

根据本公开的实施例，在所述M个处理资源中存在至少一个处理资源处于共享绑定状态的情况下，所述M大于N。

本公开的另一方面提供了一种计算机系统，包括：一个或多个处理器，以及计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的方法。

本公开的另一方面提供了一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

本公开的另一方面提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的在物理系统中创建虚拟机的方法和装置的应用场景；

图2示意性示出了根据本公开实施例的在物理系统中创建虚拟机的方法的流程图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的在物理系统中创建虚拟机的装置的框图；以及

图4示意性示出了根据本公开实施例的适于在物理系统中创建虚拟机的方法的计算机系统的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。

本公开的实施例提供了一种在物理系统中创建虚拟机的方法，该物理系统包括多个物理节点，多个物理节点中的每个物理节点包括多个处理资源。该方法包括：接收用于创建虚拟机的创建请求，创建请求中包括虚拟机的配置信息，获取每个物理节点的处理资源的分配信息，基于分配信息和配置信息，确定与虚拟机对应的目标物理节点，以及在目标物理节点上创建该虚拟机。

图1示意性示出了根据本公开实施例的在物理系统中创建虚拟机的方法和装置的应用场景100。

需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的应用场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。

如图1所示，根据本公开实施例的应用场景100中的物理系统可以包括第一物理节点110和第二物理节点120。本公开实施例中的物理系统例如可以是非统一内存访问(NUMA)架构的系统。

第一物理节点110可以包括处理资源池111，处理资源池111中可以包括多个处理资源。其中，处理资源例如可以是物理节点的CPU核心(CPU core)。例如，第一物理节点110的CPU具有8个核，则第一物理节点110的处理资源池111中具有8个处理资源。

第二物理节点120可以包括处理资源池121，处理资源池121中可以包括多个处理资源。其中，处理资源例如可以是物理节点的CPU核心(CPU core)。例如，第二物理节点120的CPU具有8个核，则第二物理节点120的处理资源池121中具有8个处理资源。

本公开实施例可以在物理系统中建立虚拟机，例如，第一物理节点110中建立了虚拟机VNF1和虚拟机VNF2。第二物理节点120中建立了虚拟机VNF3和虚拟机VNF4。其中，每个虚拟机具有两个VCPU(仅为示例)，每个VCPU可以与物理节点中的CPU core绑定，从而物理节点可以为虚拟机提供CPU的计算资源。

本公开实施例的物理系统中的各物理节点资源隔离。即，虚拟机的VCPU可以均与该虚拟机所在的物理节点的CPU core绑定，不进行跨物理节点绑定。例如，虚拟机VNF3的Vcpu 0可以与第二物理节点中的CPU core 2进行绑定，但是禁止与第一物理节点中的CPUcore进行绑定。本公开实施例的禁止跨节点绑定的方案可以避免跨节点导致的访问内存性能差的问题。

根据本公开实施例，处理资源池中的一个或多个CPU core(例如，处理资源池111中的core1)可以为虚拟化平台提供计算资源，该部分CPU core可以不与任何虚拟机进行绑定。处理资源池中的其他CPU core(例如，处理资源池111中的core2～core8)可以为创建的虚拟机提供计算资源，该部分CPU core可以被某个虚拟机独占，也可以被多个虚拟机共享。

应该理解，图1中的物理节点、虚拟机和处理资源(CPU core)的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的物理节点、虚拟机和处理资源(CPU core)。

图2示意性示出了根据本公开实施例的在物理系统中创建虚拟机的方法的流程图。

根据本公开实施例，物理系统可以包括多个物理节点，多个物理节点中的每个物理节点可以包括多个处理资源。例如，CPU具有8核的物理节点可以包括8个处理资源，CPU具有4核的物理节点可以包括4个处理资源。

如图2所示，该方法包括操作S201～S204。

在操作S201，接收用于创建虚拟机的创建请求，该创建请求中包括虚拟机的配置信息。

根据本公开实施例，配置信息例如可以是虚拟机的配置规格。例如，对CPU、内存、磁盘等的配置规格。

例如，配置信息还可以包括虚拟机需要占用的物理节点的处理资源的数量和与处理资源之间的绑定关系。例如，虚拟机需要占用N个处理资源以及与N个处理资源独占绑定，其中，N为大于1的整数。例如，虚拟机需要配置2个VCPU，每个VCPU需要独占绑定一个物理节点的处理资源。

在操作S202，获取每个物理节点的处理资源的分配信息。

根据本公开实施例，获取每个物理节点的处理资源的分配信息包括：获取物理节点的可用于与虚拟机进行绑定的处理资源数量，该些处理资源当前的绑定状态。例如，物理节点1中可以用于与虚拟机进行绑定的处理资源数量为4个(CPU core1～CPU core6)，其中，CPU core 1的当前绑定状态为与其他虚拟机独占绑定，CPU core2的当前绑定状态为与其他虚拟机共享绑定，CPU core3的当前绑定状态为与其他虚拟机共享绑定，CPU core4的当前绑定状态为空闲。

在操作S203，基于分配信息和配置信息，确定与虚拟机对应的目标物理节点。

根据本公开实施例，可以依次遍历物理系统中的多个物理节点，确定当前的物理节点是否满足创建该虚拟机的要求，若满足，则确定当前的物理节点为目标物理节点，否则，继续判断下一物理节点是否满足，直至遍历完物理系统中的全部的物理节点。

在本公开实施例中，在虚拟机需要与N个处理资源独占绑定的情况下，满足创建要求的目标物理节点需要至少存在M个处理资源非配为非独占绑定处理资源，其中，M为大于等于N的整数。

例如，虚拟机需要与2个处理资源独占绑定，则目标物理节点中至少存在2个处理资源处于非独占绑定状态。

根据本公开实施例，在M个处理资源中存在至少一个处理资源处于共享绑定状态的情况下，M大于N。

例如，虚拟机需要与2个处理资源独占绑定，且物理节点中的至少一个处理资源处于共享绑定状态，则该物理节点中需要至少存在3个处理资源处于非独占绑定状态时才能成为目标物理节点。因为，该物理节点中至少一个处理资源需要处于共享绑定状态以为共享绑定的虚拟机提供计算资源。

根据本公开实施例，还可以基于分配信息和配置信息，确定与虚拟机对应的目标物理节点中的目标处理资源。

例如，配置信息为虚拟机需要与2个处理资源独占绑定。分配信息包括：物理节点1中包括处于共享绑定状态的CPU core1和处于空闲状态的CPU core2，物理节点2中包括处于独占绑定状态的CPU core1、处于共享绑定状态的CPU core2和CPU core3以及处于空闲状态的CPU core4。则可以确定与该虚拟机对应的目标物理节点为物理节点2，与该虚拟机对应的目标处理资源为物理节点2的CPU core3和CPU core4。

在操作S204，在目标物理节点上创建虚拟机。

根据本公开实施例，可以在确定的目标物理节点上创建虚拟机，并将该虚拟机与目标处理资源进行绑定，以为该虚拟机提供计算资源。

在本公开实施例中，在目标物理节点上已经通过共享绑定的方式绑定了其他虚拟机的情况下，将其他虚拟机迁移到目标物理节点中的其他非独占绑定的处理资源上。

例如，延续上述举例，配置信息为虚拟机需要与2个处理资源独占绑定。分配信息为物理节点2中包括处于独占绑定状态的CPU core1、处于共享绑定状态的CPU core2和CPUcore3以及处于空闲状态的CPU core4。则可以确定与该虚拟机对应的目标物理节点为物理节点2，与该虚拟机对应的目标处理资源为物理节点2的CPU core3和CPU core4。其中，CPUcore3已经与其他虚拟机处于共享绑定状态，则可以将共享绑定在CPU core3上的其他虚拟机迁移到物理节点2的CPU core2上，使得该其他虚拟机与CPU core2进行共享绑定，通过CPU core2为其提供计算资源。

本公开实施例可以通过各物理节点的处理资源分配信息和虚拟机的配置信息，均衡调度待创建的虚拟机将运行在哪个物理节点上。提前调度可以避免在创建时因物理节点上没有足够绑定的处理资源，导致虚拟机创建失败，并且引起资源回滚，造成不必要的资源浪费。

本公开实施例中的各物理节点中的处理资源隔离，虚拟机无需跨节点绑定处理资源，可以避免跨节点导致的访问内存性能差的问题。

本公开实施例可以允许虚拟机独占绑定处理资源或者共享绑定处理资源，可以为租户提供更多选择，独占绑定处理资源可以提高虚拟机的处理性能，共享绑定处理资源可以提高可创建的虚拟机的数量。

图3示意性示出了根据本公开实施例的在物理系统中创建虚拟机的装置300的框图。

如图3所示，该装置300包括接收模块310、获取模块320、第一确定模块330和创建模块340。

接收模块310用于接收用于创建虚拟机的创建请求，创建请求中包括虚拟机的配置信息。

获取模块320用于获取每个物理节点的处理资源的分配信息。

第一确定模块330用于基于分配信息和配置信息，确定与虚拟机对应的目标物理节点。

创建模块340用于在目标物理节点上创建虚拟机。

根据本公开实施例，装置300还包括：第二确定模块，用于基于分配信息和配置信息，确定与虚拟机对应的目标物理节点中的目标处理资源。

根据本公开实施例，装置300还包括：绑定模块，用于将虚拟机与目标处理资源进行绑定。

根据本公开实施例，装置300还包括：迁移模块，用于在目标物理节点上已经通过共享绑定的方式绑定了其他虚拟机的情况下，将其他虚拟机迁移到目标物理节点中的其他非独占绑定的处理资源上。

根据本公开实施例，配置信息包括：虚拟机需要占用N个处理资源以及与N个处理资源独占绑定，其中，N为大于1的整数。目标物理节点中的多个处理资源中至少存在M个处理资源分配为非独占绑定处理资源，其中，M为大于等于N的整数。

根据本公开实施例，在M个处理资源中存在至少一个处理资源处于共享绑定状态的情况下，M大于N。

需要说明的是，装置部分实施例中各模块/单元/子单元等的实施方式、解决的技术问题、实现的功能、以及达到的技术效果分别与方法部分实施例中各对应的步骤的实施方式、解决的技术问题、实现的功能、以及达到的技术效果相同或类似，在此不再赘述。

根据本公开的实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

图4示意性示出了根据本公开实施例的适于在物理系统中创建虚拟机的方法的计算机系统的方框图。图4示出的计算机系统仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，根据本公开实施例的计算机系统400包括处理器401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器401例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器401还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器401可以包括用于执行参考图2描述的根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 403中，存储有系统400操作所需的各种程序和数据。处理器401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。处理器401通过执行ROM 402和/或RAM 403中的程序来执行以上参考图2描述的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 402和RAM 403以外的一个或多个存储器中。处理器401也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行以上参考图2描述的各种操作。

根据本公开的实施例，系统400还可以包括输入/输出(I/O)接口405，输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。系统400还可以包括连接至I/O接口405的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。

根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被处理器401执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

需要说明的是，本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。根据本公开的实施例，计算机可读介质可以包括上文描述的ROM 402和/或RAM 403和/或ROM 402和RAM 403以外的一个或多个存储器。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备执行如上所述的方法。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。