云計(jì)算平臺(tái)中快速部署和更新虛擬環(huán)境系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計(jì)算技術(shù)，具體涉及云計(jì)算平臺(tái)中快速部署和更新虛擬環(huán)境系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著云計(jì)算的不斷普及，用戶對(duì)云計(jì)算產(chǎn)品的需求越來(lái)越豐富，從單一地獲取虛擬硬件設(shè)施，即虛擬機(jī)、虛擬存儲(chǔ)、虛擬網(wǎng)絡(luò)，到獲取在虛擬硬件上配置了完整軟件系統(tǒng)的虛擬環(huán)境。虛擬環(huán)境由虛擬硬件以及在虛擬硬件上安裝的軟件系統(tǒng)組成，軟件系統(tǒng)則包含了一系列互相關(guān)聯(lián)的軟件包。用戶可以使用虛擬環(huán)境承載個(gè)人網(wǎng)站，建立Hadoop集群進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)開發(fā)中的分布式系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。
[0003]虛擬環(huán)境可以按需供給，用戶不需要時(shí)，可隨時(shí)銷毀停止付費(fèi)，而且擴(kuò)容方便，與傳統(tǒng)的實(shí)體環(huán)境相比有很大優(yōu)勢(shì)。然而虛擬環(huán)境的部署和更新仍然很復(fù)雜，用戶需具備一定的專業(yè)知識(shí)來(lái)處理軟硬件問題。當(dāng)用戶需要多次部署相同環(huán)境時(shí)，每次都要重復(fù)相同的操作。
[0004]但是上述現(xiàn)有技術(shù)仍然存在著以下缺陷:配置虛擬環(huán)境的方法復(fù)雜，如配置文件格式復(fù)雜、軟件包配置復(fù)雜以及用戶需要手工定義工作流描述部署過程等；軟件包配置的重用性差，即在一種虛擬環(huán)境配置中起作用的軟件包配置定義在另一個(gè)虛擬環(huán)境中需要重新定義；部署之后的環(huán)境沒有更新能力，用戶需要手工操作虛擬資源和軟件進(jìn)行更新；部署速度慢，主要是由于虛擬硬件尤其是虛擬機(jī)的生成需要一定時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種云計(jì)算平臺(tái)中快速部署和更新虛擬環(huán)境系統(tǒng)及其方法，本發(fā)明使用簡(jiǎn)潔的配置描述格式、方便的軟件包注冊(cè)機(jī)制、以及操作排序機(jī)制和硬件資源池機(jī)制，使得在云計(jì)算平臺(tái)中部署虛擬環(huán)境更加快捷高效，本發(fā)明中的模型差異算法為虛擬環(huán)境提供了更新能力，滿足了用戶更改、升級(jí)虛擬環(huán)境的需求。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種云計(jì)算平臺(tái)中快速部署和更新虛擬環(huán)境系統(tǒng)，包括依次連接的配置輸入模塊、配置解析模塊、模型差異計(jì)算模塊和操作執(zhí)行模塊，
[0007]所述配置輸入模塊接收用戶輸入的配置文件并傳入配置解析模塊；
[0008]所述配置解析模塊驗(yàn)證所接收配置文件的合法性和解析用戶描述，檢測(cè)不符合格式要求的描述并返回錯(cuò)誤信息，并解析合法文本內(nèi)容生成相應(yīng)模型；
[0009]所述模型差異計(jì)算模塊計(jì)算兩個(gè)模型之間的差異，輸出從模型A轉(zhuǎn)換到模型B所需的最少操作集合，模型A可以為空，用于計(jì)算首次部署虛擬環(huán)境時(shí)需要的操作集合；并且，模型差異計(jì)算模塊與配置解析模塊之間設(shè)置有模型存儲(chǔ)模塊，所述模型存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)配置解析模塊生成的模型，該模型用于更新時(shí)進(jìn)行的模型差異計(jì)算；
[0010]所述操作執(zhí)行模塊執(zhí)行模型差異計(jì)算模塊輸出的所有操作集合，本模塊包括有三個(gè)子模塊:操作排序模塊，以及分別與操作排序模塊連接的硬件操作執(zhí)行模塊和軟件操作執(zhí)行模塊；
[0011]所述硬件操作執(zhí)行模塊的另一端分別連接有相互聯(lián)通的云計(jì)算平臺(tái)和硬件資源池模塊；所述軟件操作執(zhí)行模塊的另一端連接有自動(dòng)化軟件配置管理工具，自動(dòng)化軟件配置管理工具上還連接有軟件包注冊(cè)模塊。
[0012]進(jìn)一步的，所述云計(jì)算平臺(tái)和自動(dòng)化軟件配置管理工具上均設(shè)有編程接口 ；
[0013]所述硬件資源池模塊用于設(shè)定資源池容量，維護(hù)池中虛擬機(jī)資源，在設(shè)定硬件資源池最大和最小容量后該模塊調(diào)用云計(jì)算平臺(tái)提供的編程接口發(fā)出指令生成虛擬機(jī)直至達(dá)到最大容量，由于虛擬機(jī)有不同配置類型，容量是一組鍵值對(duì)，例如(Typel: [10，20], Type2: [10，30],Type3: [5，15])，該鍵值對(duì)表示Typel類型的虛擬機(jī)的數(shù)量保持在10到20之間，Type2類型的虛擬機(jī)的數(shù)量保持在10到30之間，Type3類型的虛擬保持在5到15之間。
[0014]所述操作執(zhí)行模塊在創(chuàng)建虛擬機(jī)時(shí)優(yōu)先使用硬件資源池中虛擬機(jī)，刪除虛擬機(jī)時(shí)將虛擬機(jī)放入資源池而不是立即銷毀虛擬機(jī)，除非當(dāng)前資源池容量已經(jīng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最大值；
[0015]所述軟件包注冊(cè)模塊在自動(dòng)化軟件配置管理工具上注冊(cè)新的軟件包；
[0016]所述操作排序模塊根據(jù)操作對(duì)象在模型所表示的圖形上的拓?fù)湫蜻M(jìn)行反向排序形成工作流，硬件操作執(zhí)行模塊執(zhí)行對(duì)虛擬機(jī)的增加、刪除、修改操作，軟件操作執(zhí)行模塊于執(zhí)行對(duì)軟件的增加、刪除和修改操作。
[0017]本發(fā)明還公開了一種云計(jì)算平臺(tái)中快速部署和更新虛擬環(huán)境系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:
[0018](I)用戶按照虛擬環(huán)境配置描述規(guī)約描述所需虛擬環(huán)境，形成配置文件；其中，虛擬環(huán)境包括虛擬機(jī)硬件資源和軟件系統(tǒng)，以及相互之間的關(guān)系，并且該配置文件只描述期望得到的虛擬環(huán)境的各組成部分和關(guān)聯(lián)關(guān)系；
[0019](2)解析上述所得的配置文件生成模型，模型由頂點(diǎn)和邊形成有向圖，頂點(diǎn)表示虛擬機(jī)和軟件包，邊表示頂點(diǎn)之間的關(guān)系，有向圖整體表示所需虛擬環(huán)境；
[0020](3)進(jìn)行模型差異計(jì)算得到部署或更新時(shí)需要執(zhí)行的操作集合，并對(duì)該操作集合進(jìn)行排序形成工作流，其中，所述操作集合中的操作包括對(duì)頂點(diǎn)和邊的增加、刪除和修改；在首次部署時(shí)使用空模型作為舊模型，后續(xù)更新時(shí)使用前一次配置作為舊模型，用戶最新提交的配置文件解析成的模型是新模型；
[0021](4)生成硬件資源池，在實(shí)際部署前創(chuàng)建虛擬機(jī)硬件資源，減少部署和更新時(shí)等待創(chuàng)建虛擬硬件所需的時(shí)間；并使用該硬件資源池和云計(jì)算平臺(tái)提供的編程接口執(zhí)行硬件相關(guān)操作；
[0022](5)將部署和更新所涉及的軟件在自動(dòng)化軟件配置管理工具上注冊(cè)為軟件包，注冊(cè)后的軟件包中包括有安裝文件、安裝方法、卸載方法和配置修改方法，且該軟件包用于本次部署和后續(xù)更新以及其他部署和更新；
[0023](6)使用自動(dòng)化軟件配置管理工具提供的編程接口和已注冊(cè)的軟件包執(zhí)行軟件相關(guān)操作，對(duì)軟件進(jìn)行安裝、卸載和修改；
[0024](7)按照步驟(3)所得工作流順序，執(zhí)行所述硬件相關(guān)操作和所述軟件相關(guān)操作后獲得虛擬環(huán)境；
[0025](8)修改配置文件并再次提交可以重復(fù)上述過程更新已部署的虛擬環(huán)境。
[0026]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中配置文件的描述規(guī)約包括:
[0027]使用kindOf關(guān)鍵詞聲明虛擬機(jī)類型和軟件包類型，在語(yǔ)句末尾使用with關(guān)鍵詞添加屬性描述具體配置；
[0028]使用hostOn關(guān)鍵詞聲明某軟件包安裝于某虛擬機(jī)；
[0029]使用cbpengOn關(guān)鍵詞聲明軟件包與軟件包之間的依賴關(guān)系，在語(yǔ)句末尾使用at關(guān)鍵詞聲明所涉及的軟件包配置項(xiàng)，未指定配置項(xiàng)的使用缺省配置項(xiàng)。
[0030]進(jìn)一步的，所述步驟(2)中，邊表示的關(guān)系包括軟件包與虛擬機(jī)之間的hostOn、軟件包與軟件包之間的dependOn關(guān)系；
[0031]所述各個(gè)頂點(diǎn)和邊的屬性集為:頂點(diǎn)的屬性表示虛擬機(jī)的名字、配置類型以及軟件包的名字、類型、版本和具體配置；邊的屬性表示僅用于軟件包與軟件包之間的dependOn關(guān)系以及該dependOn關(guān)系所涉及的具體配置，軟件包與虛擬機(jī)之間的hostOn關(guān)系不帶屬性。
[0032]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中，進(jìn)行模型差異計(jì)算輸出從模型A轉(zhuǎn)換到模型B所需的操作集合，其具體計(jì)算過程包括:
[0033]設(shè)定四個(gè)集合，匹配集合M、新增集合N、刪除集合D和修改集合C，集合M表示完全一致不需要進(jìn)行操作，集合N表示需要?jiǎng)?chuàng)建新的虛擬機(jī)或安裝新的軟件包，集合D表示刪除虛擬機(jī)或軟件包，集合C表示修改軟件包的配置或?qū)⑻摂M機(jī)的類型進(jìn)行更改，且修改虛擬機(jī)的類型由刪除原虛擬機(jī)和創(chuàng)建新虛擬機(jī)組成；
[0034]對(duì)比模型A和模型B，利用頂點(diǎn)的名字匹配各頂點(diǎn)，利用邊的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)和屬性集匹配各邊，將所有匹配的對(duì)放入集合M ;
[0035]掃描所有模型A中不存在但在模型B中存在的頂點(diǎn)和邊，放入集合N，即這些頂點(diǎn)和邊需要新建；
[0036]掃描所有模型A中存在但在模型B中不存在的頂點(diǎn)和邊，放入集合D，即這些頂點(diǎn)和邊需要?jiǎng)h除；
[0037]掃描M集合中所有匹配的對(duì)，將任何有屬性更改的對(duì)放