策略4： Affinity-based (基于关联程度)策略
应用A 应用B
❖ 将任务分配到与关键资源关联度最高的 服务器上，例如将任务分配到与存储系 统直连的服务器上
❖ 保证应用程序运行效率
策略5：HA-enabled （支持HA）策略
关键应用 A 关键应用 B
$2/hour
$1/hour
HA 服务器
Bottom
4 Left 4
Bottom
3
4 Left 4
2
1
Bottom-Left Decreasing Bin-Packing Heuristic
策略2：Striping （分散）策略
App
App
App
A
A
E
VM
VM
VM
App
App
App
A
B
B
VM
VM
VM
App
App
App
C
C
C
VM
VM
VM
❖ 将应用程序或虚拟机启动在使用最少的 物理服务器上。
部门经理
•云的客户 •负责合同签署
开发经理
•资源使用的规划
应用程序所有者
•选择服务提供给最终用户定义
优先级与资源的分配策略
最终用户
•请求并使用特定应用的 虚拟机或物理机 •按照应用经理规定的优 先级和资源分配策略使 用计算机资源
开发人员 应用程序用户
服务资源管理
云计算平台
服务异常处理管理
业务需求
Ap p Ap
服务资源整合
可用性
系统架构服务
资源管理
数据保护
安全和集成
虚拟资源池
服务资源整合
➢ IDC发展面临的挑战 ➢ 云计算解决方案 ➢ 调度与管理
•服务资源整合
•服务资源调度
•资源分配策略
•服务资源管理
➢ 总结
目录
服务资源调度
1) Application Topology
DB
Tier 1
App Server
✓ 更多……
节省投资
❖ 系统部署的时间从几天缩短到几分钟，没有双机备 份，低成本
App 1
App 2
App N
App 1
App 2
App N
App Server
App Server
App Server
Self-Service Portal
App Server
Source pool
Virtual Servers
云平台
Ticketing System
对应用系统的支持 Hadoop, Websphere, 客户化的应用……
用户自服务
报表 & 计费
Entitlement System
运营管理 工作流 & 审批流程
CRM
资源分配调度引擎 资源整合
Authentication & Security
虚拟化系统 / 物理机操作系统
管理员手工管理所有资源，
复杂？
缺乏部署与调度策略，自
动化程度低？
商用虚拟化软件，价格昂
贵？
固化的管理平台，无法扩
展？
希望提供用户自助服务？ 希望提供智能的资源预约、
自动的应用部署功能？
……
带来的价值
✓ 系统自动部署虚拟机，自动部署应用，
周期短
✓ 管理平台统一监控、管理资源，异常事
件告警、迁移策略，简洁智能
HA-Aware（基于高 • 将支持高可靠性（HA）的服务器资源分配给关键业务
可靠性配置）
• 提供更高的资源可用性
Energy-Aware（节 能）
• 根据节能指数和数据中心热点运行应用程序 • 减少能源消耗
Affinity-Aware（基于 关联程度）
• 将任务分配到与关键资源关联度最高的服务器上，例如 将任务分配到与存储系统直连的服务器上
Ap
Ap
Ap
Ap
p
p
p
p
Ap
Ap
Ap
p
p
p
Ap
Ap
Ap
Ap
p
p
p
p
集群1
资源扩展管理
集群1
集群2
集群3
集群4
无缝扩展 负载平衡
➢ IDC发展面临的挑战 ➢ 云计算解决方案 ➢ 调度与管理
•服务资源整合
•服务资源调度
•资源分配策略
•服务资源管理
➢ 总结
目录
管理员手工创建虚拟机、
手工部署应用，周期长？
资源分配策略
策略1：Packing（填满）策略
❖ 每个被使用的服务器利用率最大化，减少资源碎片 ❖ 节能——根据需求动态启动和关闭服务器
App ADpp VMEApp VMA
VM
App VDMAVDpMAVpApMp
App VAAVMABVpMABppMAppp
VM
AVBApVMApApVMAAAVVVCppABMVACpppMMMpCppMppp
App Server
App Server
Tier 2
Web Server
Web Server
Tier 3
5) C-language plug-in placement policy: • vem_policy_init() • vem_policy_fin() • vem_policy_distribute() • vem_policy_place() • vem_policy_housekeep() • vem_policy_status() • vem_policy_info()
IAAS 调度分配引擎
SAAS 服务系统 服务管理 PAAS IAAS
支撑平台体系架构
用户
VMware, KVM, XEN
管理服务器
管理服务器
在线服务器 在线服务
云计算节点 存储
离线计算
云管理方案
端到端的云管理软件： 根据负载均衡和资源均衡的策略，从共享的物理和虚
拟资源中为上层的应用系统创建和提供运行环境
云 计 算 ——服务资源调度与管理
北京科技大学 曾明
2020年6月18日
➢ IDC发展面临的挑战 ➢ 云计算解决方案 ➢ 调度与管理
•服务资源整合
•服务资源调度
•资源分配策略
•服务资源管理
➢ 总结
目录
IDC发展面临的挑战
1. IT成本高，机房设备利用率 低
2. 数据中心体系很复杂， 系统 的维护和管理难度大
➢ IDC发展面临的挑战 ➢ 云计算解决方案 ➢ 调度与管理
•服务资源整合
•服务资源调度
•资源分配策略
•服务资源管理
➢ 总结
目录
服务资源整合
整合物理机和 虚拟机计算环 境，创建一个 共享的计算架 构。
不同类型的应用程序集成
Test/Dev HPC
J2EE
others
资源管理工具
Manual
提供服务 服务合同管理
Contract # 889
J
D
a
e
n
c
调度引擎
3) Network Access Cost Matrix (Available Bandwidth / Dynamic Utilization)
DC DC DC
1
2
3
DC 1
DC 2
DC 3
Output:
- Initial Placement
- Run-Time Management
3. 资源占用多，缺乏统一化， 配置峰值资源需求等于浪费 资源
4. 系统稳定性、可靠性低。人 工服务为主，高成本、低满 意度
5. IT传统模式不能适应业务部 署速度的需求 （至少2个月）
Web Intranet
地理上分布的用户
根据应用静态分配IT资源
eCommerc e
Dev/QA
ERP
BI
Email
计算资源 计算资源 计算资源
• 整合了云资源 • 通过丰富的策略匹配和供给资源 • 提供了最终用户直接请求资源的自助服务平台 • 时刻跟踪资源的使用情况，以生成报告、帐单和审核
示例：BOSS云的架构
1. 话单分布
SMP
3. 分布式计算方案
Oracle DB
2. 同步方案
Oracle DB
4. 话单合并
• 应用程序在尽量少的物理服务器上运行 • 每个被使用的服务器利用率最大化，减少资源碎片，减
少能源消耗。
Striping（分散）
• 应用程序分散在尽可能多的物理服务器上运行 • 减少机器故障带来的影响，提高应用程序的运行效率
Load-Aware（基于 负载）
• 新的应用程序总是运行在负载最轻的物理服务器上 • 获得更高的应用程序运行效率
p Ap p
X
Ap p Ap
p Ap p
资源池
Ap p Ap
p Ap p
多种虚拟机管理器和操作系统 同步运行
服务能在各计算机之间“浮 动”，即使整个网络都瘫痪， 任务数据也不会丢失。
所有事件记录在指定文件系统 中，零停机时间、零数据损失。
当第一台机器恢复正常时，机 群服务就可恢复并继续运行。
整个过程对用户来说是透明的， 感觉不到远程集群的存在。
✓ 丰富的部署与调度策略，根据应用情况
分配资源，减少人工干预
✓ 根据应用系统特点合理选择虚拟化软件
，提高性价比
✓ 管理平台可扩展，开源与商用的虚拟化
软件可共存，并可管理其他资源