自适应的容器和云桌面的融合系统及其获取云资源的方法

摘要

本发明提供一种自适应的容器和云桌面的融合系统及其获取云资源的方法，该系统结合云桌面和docker容器的优点，摒弃它们的缺点，达到节省资源和提高业务服务质量的目标。根据用户应用业务的需要，自动地、自适应选择适合类型的云桌面资源或者容器资源分配给用户。使用融合计算资源池统一管理云桌面和容器，在同一台服务器上可虚拟化出云桌面和容器，以充分利用硬件资源。本技术方案在资源分配方法上，具备一定的自动化和智能评估能力。

权利要求

1.一种自适应的容器和云桌面的融合系统，其特征在于，包括：云计算数据中心，提供云桌面和容器的云计算资源，自适应调度和分配云计算资源；云计算数据中心的资源虚拟化成为各种类型的云桌面和容器，云计算数据中心包括资源调度模块，资源调度模块根据用户的业务需求自动调度资源池的合适类型容器或云桌面给用户；

用户端，由若干用户操作终端组成，是人机界面的输入输出口；

通信网络，是用户端与云计算数据中心之间通信网络，包括局域网和广域网；用户端通过通信网络向云计算数据中心申请云桌面或者容器资源服务，云计算数据中心依照业务资源分配表和业务评估其判断用户的业务需求和用户行为，自适应分配合适的容器或云桌面资源支撑用户的业务需求；

所述的云计算数据中心的云计算资源池，在每台服务器都上同时具备虚拟化出各种类型的容器和云桌面的能力；云计算资源池接受资源调度模块的指令，根据指令进行建立、删除云桌面或者容器；云计算资源池中的资源为云桌面和容器共享，当用户使用过的云桌面或容器的资源被回收后，可以再次组成新资源进入待分配的资源库；

云计算数据中心的资源调度模块控制用户端和云计算资源的连接，资源调度模块对用户行为和用户业务需求进行判断，分配适合用户业务需求的云桌面或容器给相应用户；

云计算数据中心的资源调度模块含有一张业务资源分配表，是业务功能和虚拟化资源的对应列表，依照业务资源分配表的对应关系，资源调度模块分配适当的虚拟化资源给用户；业务资源分配表中包含用户操作行为、业务类型、虚拟化类型、应用软件配置和硬件配置相关属性；

资源调度模块具有自适应的资源分配能力，资源调度模块根据用户操作行为和业务应用需求，在业务资源分配表中，匹配相关虚拟化类型、应用软件配置和硬件配置的云计算资源，并且云计算资源池中创建相关虚拟化资源分配给用户；当业务资源分配表中，没有与用户相对应的信息，资源调度模块启动业务评估器进行业务分析，给用户分配合适的虚拟化资源，并且在用户使用中进行应用效果测评，优化虚拟化的资源配置，最后记录到业务资源分配表中。

2.根据权利要求1所述的自适应的容器和云桌面的融合系统，其特征在于，云计算资源具备虚拟化成为多种云桌面和容器的能力，计算资源、内存资源和存储资源共享，容器按CPU，内存，磁盘和网络接口进行虚拟化和资源限制，从而使容器采用与云桌面的相同的资源计算方法，最终使云计算资源池可在一台服务器中同时虚拟化出云桌面和容器，实现计算资源池融合。

3.一种利用权利要求2所述的自适应的容器和云桌面的融合系统获取云计算资源的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：用户登录云计算系统，业务应用启动和申请；

S2：云计算数据中心的资源调度模块根据用户行为和业务需求，在业务资源分配表中查询，若业务资源分配表中有相应的信息，则按照业务资源分配表的机制进行资源匹配；若业务资源分配表中没有相应的信息，则启动评估机制，给用户分配合适的虚拟化资源，并且在用户使用中进行应用测评，优化虚拟化的资源配置，最后记录到业务资源分配表中；

S3：用户的业务应用完毕，云计算资源池客户回收资源，以便其它用户使用；并且保存用户的有效业务数据。

说明书

自适应的容器和云桌面的融合系统及其获取云资源的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及云计算技术领域，更具体地，涉及一种自适应的容器和云桌面的融合系统及其获取云资源的方法。

背景技术

[0002] 云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。好比是从古老的单台发电机
模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像
煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。云计
算的服务形式有很多，包括云存储、云桌面、云主机和容器等。用户通过电脑、笔记本、手机
等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络
访问，进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务)。

[0003] 在云计算资源的应用过程中，云桌面虚拟机是独立运行的一套完整桌面系统，占用的资源较大，资源的开销较大；云桌面虚拟机能够运行大型的应用软件，能够完成复杂的
业务功能。然而，Docker容器基于LXC的轻量级虚拟化的特点，Docker容器相比云桌面虚拟
化KVM之类最明显的特点就是启动快，资源占用小。因此对于构建隔离的标准化的运行环
境，轻量级的PaaS，构建自动化测试和持续集成环境，以及一切可以横向扩展的应用是一个
适用经济的方式。

[0004] Docker容器具有局限性。Docker并非适合所有应用场景，Docker只能虚拟基于Linux的服务。Windows Azure服务能够运行Docker实例，但到目前为止Windows服务还不能
被虚拟化。可能最大的障碍在于管理实例之间的交互。由于所有应用组件被拆分到不同的
容器中，所有的服务器需要以一致的方式彼此通信。这意味着任何人如果选择复杂的基础
设施，那么必须掌握应用编程接口管理以及集群工具。

[0005] 当云计算系统运行在计算机数量较大的高校实验室计算机机房，所应用的软件和课程上百种，需要的硬件配置各不相同。只采用云桌面技术或者Docker容器技术中的一种
都难与满足教学要求。而且云计算数据中心的资源有限，支撑大批量的学生实训教学，不是
一个简单的事情。大型的虚拟仿真软件，如电子仿真软件PROTUES和VIVADO等，需要多核数
的CPU和大容量的内存才能支撑，一般采用云桌面系统进行业务支撑。而一些在Linux系统
下运行的软件编程工具，可以采用Docker容器技术，为更多的学生用户提供服务。

[0006] 市场上的容器和云桌面统一管理系统通常将云桌面和容器分别作为独立的资源池使用，例如共10台服务器，其中1至5台运行云桌，第6到10台运行容器。硬件资源并没有得
到很好的共享使用。必须在规划阶段预估好云桌面和容器的使用量，计算各资源池所需要
的硬件服务器，才能较好的实现比较高的资源利用率。一旦预估与实际出现偏差，则会出现
云桌面的服务器资源不够用，但是容器的服务器资源闲置的问题。

[0007] 由于云桌面和Docker容器的推广应用尚处于初步阶段，并且各种专业虚拟仿真软件都有各自的软硬件平台要求，各种计算机应用软件有不同的应用环境需求。尚未见到有
云桌面与Docker容器融合应用方案。

发明内容

[0008] 本发明提供一种自适应的容器和云桌面的融合系统，该系统可保障服务质量和提高云计算资源的利用率

[0009] 本发明的又一目的在于提供该自适应的容器和云桌面的融合系统获取云资源的方法。

[0010] 为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

[0011] 一种自适应的容器和云桌面的融合系统，包括：

[0012] 云计算数据中心，提供云桌面和容器的云计算资源，自适应调度和分配云计算资源；云计算数据中心的资源虚拟化成为各种类型的云桌面和容器，云计算数据中心包括资
源调度模块，资源调度模块根据用户的业务需求自动调度资源池的合适类型容器或云桌面
给用户；

[0013] 用户端，由若干用户操作终端组成，是人机界面的输入输出口；

[0014] 通信网络，是用户端与云计算数据中心之间通信网络，包括局域网和广域网。

[0015] 进一步地，用户端通过通信网络向云计算数据中心申请云桌面或者容器资源服务，云计算数据中心依照业务资源分配表和业务评估其判断用户的业务需求和用户行为，
自适应分配合适的容器或云桌面资源支撑用户的业务需求。

[0016] 进一步地，所述的云计算数据中心的云计算资源池，在每台服务器都上同时具备虚拟化出各种类型的容器和云桌面的能力；云计算资源池接受资源调度模块的指令，根据
指令进行建立、删除云桌面或者容器；云计算资源池中的资源为云桌面和容器共享，当用户
使用过的云桌面或容器的资源被回收后，可以再次组成新资源进入待分配的资源库。

[0017] 进一步地，云计算数据中心的资源调度模块控制用户端和云计算资源的连接，资源调度模块对用户行为和用户业务需求进行判断，分配适合用户业务需求的云桌面或容器
给相应用户。

[0018] 进一步地，云计算数据中心的资源调度模块含有一张业务资源分配表，是业务功能和虚拟化资源的对应列表，依照业务资源分配表的对应关系，资源调度模块分配适当的
虚拟化资源给用户；业务资源分配表中包含用户操作行为、业务类型、虚拟化类型、应用软
件配置和硬件配置相关属性；

[0019] 资源调度模块具有自适应的资源分配能力，资源调度模块根据用户操作行为和业务应用需求，在业务资源分配表中，匹配相关虚拟化类型、应用软件配置和硬件配置的云计
算资源，并且云计算资源池中创建相关虚拟化资源分配给用户；当业务资源分配表中，没有
与用户相对应的信息，资源调度模块启动业务评估器进行业务分析，给用户分配合适的虚
拟化资源，并且在用户使用中进行应用效果测评，优化虚拟化的资源配置，最后记录到业务
资源分配表中。

[0020] 进一步地，云计算资源具备虚拟化成为多种云桌面和容器的能力，计算资源、内存资源和存储资源共享，容器按CPU，内存，磁盘和网络接口进行虚拟化和资源限制，从而使容
器采用与云桌面的相同的资源计算方法，最终使云计算资源池可在一台服务器中同时虚拟
化出云桌面和容器，实现计算资源池融合。

[0021] 一种自适应的容器和云桌面的融合系统获取云计算资源的方法，包括以下步骤：

[0022] S1：用户登录云计算系统，业务应用启动和申请；

[0023] S2：云计算数据中心的资源调度模块根据用户行为和业务需求，在业务资源分配表中查询，若业务资源分配表中有相应的信息，则按照业务资源分配表的机制进行资源匹
配；若业务资源分配表中没有相应的信息，则启动评估机制，给用户分配合适的虚拟化资
源，并且在用户使用中进行应用测评，优化虚拟化的资源配置，最后记录到业务资源分配表
中；

[0024] S3：用户的业务应用完毕，云计算资源池客户回收资源，以便其它用户使用；并且保存用户的有效业务数据。

[0025] 与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

[0026] 本发明是结合云桌面和Docker容器的有点，摒弃它们的缺点，达到节省资源和提高业务服务质量的目标。根据用户应用业务的需要，自动地、自适应选择适当的适合类型的
云桌面资源或者容器资源分配给用户。使用融合计算资源池统一管理云桌面和容器，在同
一台服务器上可虚拟化出云桌面和容器，以充分利用硬件资源。本技术方案在资源分配方
法上，具备一定的自动化和智能评估能力。

附图说明

[0027] 图1为本发明系统的结构示意图；

[0028] 图2为自适应的容器和云桌面的融合系统的应用流程图。

具体实施方式

[0029] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

[0030] 为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

[0031] 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

[0032] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

[0033] 实施例1

[0034] 如图1所示，云计算数据中心，提供云桌面和容器的云计算资源，具备自适应调度和分配云计算资源的能力；云计算数据中心的资源池具备虚拟化成为云桌面和容器的能
力；云计算数据中心具有资源调度模块，资源调度模块根据用户的行为和业务需求自动调
度资源池的容器或云桌面给用户使用。

[0035] 用户端，由若干用户操作终端组成，是人机界面的输入输出口；在高校电脑教室的环境下，用户端就是电脑教室的每台电脑终端，也可以是云计算的瘦终端。

[0036] 通信网络，是计算机教室与云计算数据中心之间通信网络，高校内部一般是校园网。

[0037] 图2展示了为自适应的容器和云桌面的融合系统的应用流程。该流程从学生用户申请计算机业务应用开始：

[0038] S1:计算机业务应用请求，由计算机教室的终端向云计算中心发起业务应用请求。包含用户业务类型和用户操作行为需求。

[0039] S2：业务资源分配表判断，根据用户发过来的请求，在业务资源分配表中寻找对应信息，如果在业务资源分配表中存在相关分配方案信息，则按照预定方案进行云计算资源
分配；如果在业务资源分配表中没有相关分配方案信息，则先进行业务评估，按照评估结果
方案进行云计算资源分配；例如，大型的电子虚拟仿真软件和大数据分析软件，则选择高性
能的云桌面；C++编程应用软件在LINUX系统上运行，则可以选择资源紧凑的Docker容器。

[0040] S3：用户业务应用，按照云计算数据中心分配的云资源，云桌面或者容器，用户可以使用。

[0041] S4：资源释放，业务使用完毕后，用户退出。云计算数据中心释放资源，回归到空闲的资源池中，等待下一次的资源分配。

[0042] S5：业务使用效果评估，根据业务使用过程的流畅程度、资源利用率情况和用户的主观反馈，评估云计算数据中心的资源分配是否合理。

[0043] S6：修订业务资源分配表，当业务评估需要修订资源分配或者资源分配表尚未有业务对应的分配策略时，修订业务资源分配表的相关信息。本次流程结束。

[0044] 相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

[0045] 附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

[0046] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可
以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本
发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求
的保护范围之内。